Name: using mazesuite and functional near infrared spectroscopy to study learning in spatial navigation
Uploaded: 2011-10-08T14:00:00
Duration: 20 min 12 s
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La financiación de este trabajo fue proporcionado en parte por el Estado de Pennsylvania # 4100037709 # 240468 subcontratación y la Universidad de Drexel subcontratar # 280773.

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Dispositivos fNIR, LLC fabrica el instrumento de imágenes cerebrales ópticas e IP con licencia y know-how de la Universidad de Drexel. H. Ayaz, Izzetoglu M., K. y Izzetoglu Onaral B. estuvieron involucrados en el desarrollo de la tecnología y por lo tanto ofrece una pequeña parte de los nuevos dispositivos de arranque firme fNIR, LLC.

La corteza prefrontal (PFC) en el cerebro humano facilita el control cognitivo sobre la coordinación de los pensamientos y acciones en relación con los objetivos internos. En particular, el PFC anterior / dorsolateral se sabe que median las funciones cognitivas superiores, tales como, administración de tareas de planificación y la navegación espacial 25. fNIR es una herramienta portátil, el cerebro control seguro y no invasivo que se ha utilizado en el ámbito clínico, de laboratorio y naturales para estudiar la activación cerebral. Este estudio exploratorio ha demostrado el uso de la Suite Laberinto y fNIR para estudiar los aspectos neuroconductuales de la navegación espacial. En este estudio exploratorio, la plataforma MazeSuite se utiliza en conjunción con fNIR para estudiar los aspectos neuroconductuales de la navegación espacial en la PFC dorsolateral y para demostrar que la combinación de estas dos herramientas. MazeSuite es una plataforma experimental de diseño, presentación y análisis. Permite la creación y la aplicación de simples escenarios en 3D con una interfaz gráfica de usuario amigable y registra automáticamente las medidas de comportamiento para dentro de sujeto o sujetos en todas las comparaciones. Durante la presentación de los entornos de MazeSuite, simultánea sincronizado y mediciones fNIR fueron tomadas con un disponible en el mercado, el sistema portátil, continua fNIR onda (Imager 1000, dispositivos fNIR, LLC) y COBI software Studio 15. fNIR previamente se ha establecido como un método seguro y eficaz herramienta de monitorización cerebral no invasiva en el ámbito clínico, de laboratorio y naturales para el estudio de la activación cerebral 7,11 y se utiliza en este estudio para investigar las respuestas cognitivas asociadas con la interferencia contextual en las tareas de navegación espacial. Para examinar los efectos de interferencia para la práctica del contexto, los sujetos se presentaron, ya sea con una baja interferencia (BLK) o la interferencia de alta (RND) para la práctica. Estos programas de prácticas distintas se utilizaron para probar el efecto del aprendizaje virtual de múltiples tareas espaciales laberinto de navegación a través de pruebas de la adquisición, retención y transferencia. Los resultados indican que el comportamiento de las órdenes de la práctica tanto, hay una tendencia monótona decreciente en el tiempo total necesario para completar laberinto, lo que sugiere que en la práctica los temas, que completó cada laberinto en períodos más cortos de tiempo. Además, la velocidad media con que los sujetos navegar el laberinto (la velocidad del laberinto) se incrementó con la práctica. Estas mejoras en las medidas de comportamiento a través del tiempo se espera que las inferencias de aprendizaje. La media de oxi-Hb cambios de concentración durante las pruebas de la práctica indican que la práctica BLK requiere una mayor activación cerebral en comparación con el fin de la práctica RND. RND práctica resultó en tiempo de finalización más rápida y más corta longitud de camino en comparación con el fin de la práctica BLK, tanto para la retención y transferencia, respectivamente. Una tendencia descendente observada en el promedio de oxi-Hb y la práctica de BLK RND entre los ensayos que indica la retención de una menor actividad en el PFC. Este hallazgo se espera que investigaciones previas han sugerido que hay una reducción en la actividad de la PFC durante las últimas etapas de aprendizaje 12,26. Por otra parte, la navegación en nuevos laberintos durante la fase de transferencia requiere una mayor activación cerebral de sujetos práctica BLK en comparación con la práctica RND tema. Dado que el fin de la práctica fue diferente para las tareas que ya han aprendido (es decir, maze1, maze2 y maze3), este orden estratificado aleatorio práctica para el sujeto que aprendió las tareas de manera secuencial (BLK práctica) para haber sido lo suficientemente novedoso para requerir un esfuerzo adicional y recursos cognitivos para realizar las tareas 12,26. Sin embargo, para la práctica RND, la fase de transferencia de la activación neural no fue mayor que la fase de retención. Estos resultados corroboran los hallazgos del PET con la navegación espacial de los laberintos virtuales reportados por Van Horn y sus colegas 12. En resumen, hemos descrito el uso de MazeSuite en combinación con COBI Estudio para un estudio sobre los efectos de la interferencia contextual relacionada con la práctica para la hora de aprender tareas de navegación espacial. Los métodos fNIR discutido aquí no se limitan a las tareas de navegación espacial y se puede utilizar para una variedad de tareas en otros estudios de neuroimagen. Fases de diseño, implementación, adquisición de datos y el análisis del estudio fueron explicados con la intención de proporcionar una guía para futuros estudios.

<ul><li> Laberinto suite www.mazesuite.com </li><li> fNIR Imager 1000 www.fnirdevices.com </li></ul>

using mazesuite and functional near infrared spectroscopy to study learning in spatial navigation

MazeSuite es un completo conjunto de herramientas para preparar, presentar y analizar los experimentos espaciales de navegación y 1. MazeSuite se puede utilizar para diseñar y editar adaptado entornos virtuales 3D, un seguimiento del rendimiento de los participantes de comportamiento dentro del entorno virtual y la sincronización con dispositivos externos de las medidas fisiológicas y de neuroimagen, como el electroencefalograma y seguimiento de los ojos. Funcionales espectroscopia de infrarrojo cercano (fNIR) es una técnica de imágenes cerebrales óptico que permite la monitorización continua y no invasiva, portátil y de los cambios en la oxigenación de la sangre cerebral relacionada con las funciones del cerebro humano 2-7. En los fNIR última década se utiliza para controlar con eficacia las tareas cognitivas como la atención, la memoria de trabajo y la resolución de problemas 11.7. fNIR puede ser implementado en forma de un dispositivo portátil y mínimamente invasivo, tiene la capacidad de monitorear la actividad cerebral en ambientes ecológicamente válida. Las funciones cognitivas evaluadas a través de la realización de tareas implican patrones de activación cerebral de la corteza prefrontal (PFC) que van desde el rendimiento de la novela tarea inicial, después de la práctica y en la retención de 12. Utilizando la tomografía por emisión de positrones (PET), Van Horn y sus colegas encontraron que el flujo sanguíneo cerebral regional se activó en el lóbulo frontal derecho durante la codificación (es decir, el rendimiento ingenuo inicial) de la navegación espacial de los laberintos virtuales, mientras que hubo poca o ninguna activación de la regiones frontales después de la práctica y durante las pruebas de retención. Además, los efectos de la interferencia contextual, un fenómeno de aprendizaje relacionados con la organización de la práctica, son evidentes cuando los individuos adquieren múltiples tareas en horarios diferentes prácticas 13,14. La interferencia de alta contextual (horario de la práctica al azar) se crea cuando las tareas que hay que aprender se presentan de manera no secuencial, orden impredecible. Baja interferencia contextual (horario bloqueado la práctica) se crea cuando las tareas que hay que aprender se presentan en un orden predecible. Nuestro objetivo es doble: en primer lugar para ilustrar el proceso de diseño de protocolos experimentales y el uso de MazeSuite, y en segundo lugar, para demostrar la instalación e implementación del sistema de control de la actividad cerebral fNIR con óptica cognitiva del Cerebro (COBI) Studio 15. Para ilustrar nuestros objetivos, una sub-muestra de un estudio se informa que muestran el uso de ambos MazeSuite y Studio COBI en un solo experimento. El estudio consiste en la evaluación de la actividad cognitiva de la PFC en la adquisición y el aprendizaje de tareas laberinto computadora para pedidos bloqueados y al azar. Dos adultos diestros (un hombre y una mujer) realizó 315 adquisición, la retención de 30 y 20 ensayos de transferencia a través de cuatro días. Fases de diseño, implementación, adquisición de datos y el análisis del estudio fueron explicados con la intención de proporcionar una guía para futuros estudios.

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Using MazeSuite and Functional Near Infrared Spectroscopy to Study Learning in Spatial Navigation

MazeSuite es un completo conjunto de herramientas para preparar, presentar y analizar los experimentos de navegación y espacial. Funcionales espectroscopia de infrarrojo cercano (fNIR) es una técnica de imágenes cerebrales óptico que permite el monitoreo no invasivo y portátil de los cambios cerebrales oxigenación de la sangre. Este documento resume el uso colectivo de MazeSuite y fNIR dentro de un paradigma de procesamiento de aprendizaje cognitivo.

Utilizando MazeSuite y funcional espectroscopia cercana al infrarrojo para estudiar el aprendizaje de la navegación espacial

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