Name: exploring cognitive functions in babies, children &amp; adults with near infrared spectroscopy
Uploaded: 2009-07-28T16:25:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Exploring Cognitive Functions in Babies, Children & Adults with Near Infrared Spectroscopy at JoVE.com

Detta arbete har finansierats med bidrag till LAP (PI): National Institutes of Health R21 HD50558, tilldelades 2005-07; National Institutes of Health R01 HD045822, tilldelades 2004-09; Dana Foundation, tilldelas 2004-06, kanadensisk stiftelse för innovation (&quot;CFI&quot; Grant), tilldelades 2008-2012, The Ontario forskningsfond Grant ut 2008-2012.

Del 1: Före deltagare anländer till labbet <ol><li> Se till att rummet är fritt från främmande föremål som kan vara störande till deltagaren. </li><li> Set-up och last experimentella protokoll om fNIRS Hitachi ETG-4000-system. </li><li> Ställ upp din experimentella paradigm. Experimentell paradigm kan programmeras med olika presentation programvara, inklusive Eprime, Presentation, Psyscope eller en Matlab baserat psykologi verktygslåda. Här använder vi Matlab baserade psykologi verktygslåda. </li><li> Tim...

<ol>
	<li>Quaresima, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J. Biomed. Opt. 10, 11012-11012 (2005).</li><li>Watanabe, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Neurosci. Lett. 256, 49-52 (1998).</li><li>Kovelman, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NeuroImage. 39, 1457-1471 (2008).</li><li>Kovelman, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Brain and Language. , (2008).</li><li>Bortfeld, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Developmental Neuropsychology. 34, 52-65 (2009).</li><li>Petitto, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Cambridge Companion to Chomsky. , (2005).</li><li>Berens, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (2009).</li><li>White, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (2008).</li><li>Dubins, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (2009).</li><li>Dubins, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Society for Research in Child Development. , (2009).</li><li>Dubins, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NeuroImage. , (2009).</li><li>Ehlis, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J. Biol. Psychol. 69, 315-331 (2005).</li><li>Petitto, L. A., Fischer, K., Battro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Educated Brain. , (2008).</li><li>Pena, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proc Natl. Acad. Sci. U. S. A.. 100, 11702-11705 (2003).</li><li>Baird, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NeuroImage. 16, 1120-1125 (2002).</li><li>Taga, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proc. Nat.l Acad. Sci. U. S. A. 100, 10722-10727 (2003).</li><li>Wilcox, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dev. Science. 11, 361-370 (2008).</li><li>Otsuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NeuroImage. 34, 399-406 (2007).</li><li>Watanabe, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NeuroImage. 43, 346-357 (2008).</li><li>Kameyama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NeuroImage. 29, 172-184 (2006).</li><li>Arai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Brain. Cogn.. 61, 189-194 (2006).</li><li>Grignon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cognitive and Behavioral Neurology. 21, 41-45 (2008).</li><li>Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Neuroimage. 23, S275-S288 (2004).</li><li>Aslin, R. N., Mehler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J. of Biomed. Opt.. , 1-3 (2005).</li><li>Plichta, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NeuroImage. 35, 625-634 (2007).</li><li>Schroeter, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NeuroImage. 21, 283-290 (2004).</li><li>Jobsis, F. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Science. 198, 1264-1267 (1977).</li><li>Villringer, A., Chance, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Trends Neurosci. 20, 435-442 (1997).</li><li>Kovelman, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bilingualism: Language &#38; Cognition. 11, 203-223 (2008).</li><li>Jasper, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electroenceph. Clin. Neurophysiol. 10, 370-371 (1958).</li><li>Amaro, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Brain Cogn. 60, 220-232 (2006).</li></ol>

I denna studie visade vi att använda en ny, icke-invasiva fNIRS brain imaging-teknik för att undersöka mänskliga hjärnans funktion i relation till människans kognition och perception. fNIRS hjärnavbildning kan representera framtiden för icke-invasiv hjärnröntgen, särskilt med spädbarn och barn populationer, som en dag kan bli brett tillgänglig i forskningslaboratorier, läkarmottagningar och i skolans system som möjliggör för läkare att tillämpa grundläggande vetenskapliga rön om hjärnan att deras k...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>ETG-4000</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Hitachi</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Matlab</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>The Mathworks</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Psychology toolbox</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

exploring cognitive functions in babies, children &amp; adults with near infrared spectroscopy

En explosion av funktionella nära infraröd spektroskopi (fNIRS) studier som undersöker kortikal aktivering i förhållande till högre kognitiva processer, såsom språk 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, minne 11, och uppmärksamhet 12 pågår i världen där vuxna, barn och spädbarn 3,4,13,14,15,16,17,18,19 med typiska och atypiska kognition 20,21,22. Den moderna utmaningen att använda fNIRS för kognitiv neurovetenskap är att uppnå systematiska analyser av data så att de är allmänt tolkningsbar 23,24,25,26, och därmed kan förskott viktiga vetenskapliga frågor om den funktionella organisationen och neurala system som ligger bakom människans högre kognition. Befintliga neuroimaging teknik har antingen mindre robust temporal eller rumslig upplösning. Händelse med anknytning potentialer och Magneto Encephalography (ERP och MEG) har utmärkt temporal upplösning, medan Positron Emission Tomography och funktionell magnetisk resonanstomografi (PET och fMRI) har bättre rumslig upplösning. Använda icke-joniserande våglängder av ljus i det nära infraröda området (700-1000 nm), där oxy-hemoglobin är företrädesvis upp av 680 nm och deoxy-hemoglobin är företrädesvis upp av 830 nm (t ex, ja, den mycket våglängder hårdkodade i den fNIRS Hitachi ETG-400-systemet visas här), är fNIRS väl lämpad för studier av högre kognition eftersom det har både bra tidsupplösning (~ 5s) utan användning av strålning och bra spatial upplösning (~ 4 cm djup), och inte kräver att deltagarna att vara i en sluten struktur 27,28. Deltagarna kortikal aktivitet kan bedömas medan du sitter bekvämt i en vanlig stol (vuxna, barn) eller till och med sitter i mammas knä (spädbarn). Noterbart är NIRS unikt bärbara (storleken på en stationär dator), nästan ljudlös och kan tolerera en deltagare subtil rörelse. Detta är särskilt enastående för de neurala studiet av mänskligt språk, som med nödvändighet har som en av sina viktigaste komponenterna rörelse i munnen i tal produktion eller i händerna på teckenspråk. Det sätt på vilket de hemodynamiska responsen är lokaliserad är genom en rad laser sändare och detektorer. Utsläppskällor släpper ut en känd intensitet av icke-joniserande ljus medan detektorer känner av hur mycket som reflekteras tillbaka från den kortikala ytan. Ju närmare ihop optodes, desto större den rumsliga upplösningen, medan ytterligare isär optodes, desto större djup penetration. För fNIRS Hitachi ETG-4000-systemet optimal inträngningsförmåga / upplösning av optode arrayen är satt till 2 cm. Vårt mål är att visa vår metod att förvärva och analysera fNIRS data för att standardisera område och göra olika fNIRS laboratorier över hela världen att ha en gemensam bakgrund.

Watch this Scientific Journal Video about Exploring Cognitive Functions in Babies, Children & Adults with Near Infrared Spectroscopy at JoVE.com

Exploring Cognitive Functions in Babies, Children & Adults with Near Infrared Spectroscopy

Här beskriver vi en datainsamling och analysmetod för funktionell nära infraröd spektroskopi (fNIRS), en ny icke-invasiv avbildning av hjärnan som används inom kognitiv neurovetenskap, särskilt studera utvecklingen barnets hjärna. Denna metod ger en universell standard för datainsamling och analys avgörande för tolkning av data och vetenskapliga upptäckter.

Exploring kognitiva funktioner hos Bebisar, Barn &amp; Vuxna med nära infraröd spektroskopi

An explosion of functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) studies investigating cortical activation in relation to higher cognitive processes, such as ...

Research

JoVE Journal

Biology

Exploring Cognitive Functions in Babies, Children &amp; Adults with Near Infrared Spectroscopy

Rapid Genotyping of Mouse Tissue Using Sigma's Extract-N-Amp Tissue PCR Kit

Snabb Genotypning av Mouse vävnad med hjälp av Sigmas Extrahera-N-Amp Tissue PCR kit

Genomic detection of DNA via PCR amplification and detection on an electrophoretic gel is a standard way that the genotype of a tissue sample is ...

Recordings of Neural Circuit Activation in Freely Behaving Animals

Inspelningar av neurala Circuit Aktivering i fritt bete Djur

The relationship between patterns of neural activity and corresponding behavioral expression is difficult to establish in unrestrained animals. ...

Assembly, Tuning and Use of an Apertureless Near Field Infrared Microscope for Protein Imaging

Montering, Tuning och användning av en Apertureless Near Field Infraröd Mikroskop för protein Imaging

This paper aims to instruct the reader in the assembly and operation of an infrared near-field microscope for imaging beyond the diffraction limit.  The ...

Measurement Of Neuromagnetic Brain Function In Pre-school Children With Custom Sized MEG

Mätning av Neuromagnetic hjärnfunktion i förskolan Barn med anpassad storlek MEG

Magnetoencephalography is a technique that detects magnetic fields associated with cortical activity [1]. The electrophysiological activity of the brain ...

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

Metod för bedömning av effekterna av ett intervall av våglängder och intensiteter från Red / nära infraröda Ljusterapi på oxidativ stress<em&gt; In Vitro</em

Red/near-infrared light therapy (R/NIR-LT), delivered by laser or light emitting diode (LED), improves functional and morphological outcomes in a range of ...

Near Infrared (NIr) Light Increases Expression of a Marker of Mitochondrial Function in the Mouse Vestibular Sensory Epithelium

Near Infrared NIr Light Increases Expression of a Marker of Mitochondrial Function in the Mouse Vestibular Sensory Epithelium

Near Infrared (NIR) Ljus Ökar Uttryck av en markör av mitokondriefunktion i Mus Vestibular Sensorisk epitel

Strategies for attenuating decline in balance function with increasing age are predominantly focused on physical therapies including balance tasks and ...

Functional Reconstitution and Channel Activity Measurements of Purified Wildtype and Mutant CFTR Protein

Funktionell beredning och Kanalaktivitets Mätningar av renat Vildtyps och Mutant CFTR Protein

The Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) is a unique channel-forming member of the ATP Binding Cassette (ABC) superfamily of ...

The ChIP-exo Method: Identifying Protein-DNA Interactions with Near Base Pair Precision

Chipet-exo Metod: Identifiera protein-DNA interaktioner med nära baspar Precision

Chromatin immunoprecipitation (ChIP) is an indispensable tool in the fields of epigenetics and gene regulation that isolates specific protein-DNA ...

Biophysical Characterization of Flagellar Motor Functions

Biofysiska karakterisering av flagellar motorik

The role of flagellar motors in bacterial motility and chemotaxis is well-understood. Recent discoveries suggest that flagellar motors are able to remodel ...

Production of Near-Infrared Sensitive, Core-Shell Vaccine Delivery Platform

Produktion av Near-Infraröd känslig, Core-Shell Vaccin Delivery Platform

Vaccine delivery strategies that can limit the exposure of cargo to organic solvent while enabling novel release profiles are crucial for improving ...