Name: studying brain function in children using magnetoencephalography
Uploaded: 2019-04-08T14:00:00
Duration: 8 min
Description: Watch this Scientific Journal Video about Studying Brain Function in Children Using Magnetoencephalography at JoVE.com

Bu eser tarafından desteklenen CE110001021, DP170103148 ve DP170102407 Avustralya Araştırma Konseyi verir. Wei o Macquarie Üniversitesi Araştırma Bursu tarafından desteklenen (MQRF, IRİS proje: 9201501199). Hannah Rapaport Avustralya hükümetinin araştırma eğitim programı (RTP) ve Macquarie Üniversitesi Araştırma mükemmellik burs (MQRES) tarafından desteklenmiştir. Robert A Seymour Doktora Bursu Aston University, Birmingham, İngiltere ve Macquarie Üniversitesi, Sydney, Avustralya tarafından desteklenmiştir. Paul F. Sowman Ulusal Sağlık ve tıbbi araştırma Konseyi (1003760) ve Avustralya Araştırma Konseyi (DE130100868) tarafından desteklenmiştir. Yazarlar Kanazawa Institute of Technology ve KIT-Macquarie beyin araştırma laboratuvarı kurma Yokogawa elektrik kurumu ile işbirliği kabul etmiş oluyorsunuz.

Bu araştırma protokolü Macquarie Üniversitesi insan araştırma Etik Komitesi tarafından onaylandı.
1. MEG alışma kaynakları
<ol><li>Aileler MEG laboratuvar, MEG ve MSR, MEG deney tamamlanmasında adımları ayrıntılı bir hikaye panosu açıklayan bir çocuklara bilimsel makale7 gibi ziyaret öncesinde MEG hakkında bilgi için kaynak sağlamak (örneğin, Ek resim 1 ve ailesi veya yakınları (örneğin, ek Şekil 2) bir MEG bilgi sayfasını.</li>
</ol>2. MEG alışma oturumu
Not: Alışma oturumu genellikle 30 dk, MSR (5 dakika), uygulama sayısallaştırma (5 dk) ve MEG simülatörü eğitim uygulama deneysel görev (20 dk) üzerinde de dahil olmak üzere, bir giriş de dahil olmak üzere için çalışır. Bir yedi gün önce veri toplama arasında alışma oturumu gerçekleştirin.
<ol><li>
MSR giriş
	<ol>
<li>Çocuk MSR ("uzay") alanı ile ilgili duvar sanat alanı görev Tema güçlendirmek için dekore edilmiş bir tur atın.</li>
		<li>Onların kafasında kask ile yalancı geri uygulamaya çocuk sormak dewar.</li>
		<li>Çocuk böylece Uzay kursunda kalır ve son hedefine ulaşmak mümkün olduğunca hareketsiz yalan söyle.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Sayısallaştırma:
	<ol>
<li>Çocuk üzerinde bir yüksek sandalye koltuk ve bunları içeren beş işaret bobinleri bir polyester Yüzme kap ile ("astronot kask") uygun. Gevşek-montaj kapaklar taraf katlama uyum. Not: Bobinler veri bir sürekli hareket izleme birimine gönder.</li>
		<li>Bir verici ve çocuğun boynuna üç alıcıları yerleştirin.</li>
		<li>Çocuk onların en iyi 'heykel' poz göstermek için ve ne zaman onlar hala kalmak sık mutlak güçlendirme teklif isteyin. Not: Bu kafa hareketi sonraki co-kayıt MEG sensörler8ile doğruluğunu tehlikeye atabilir sayısallaştırma sırasında en aza indirmek için hizmet vermektedir.</li>
		<li>Bir kalemi Dijital dönüştürücü kullanın (üç indirgeme puan (nasion ve sol ve sağ kulak çevresi puan) ve beş işaret bataryaları konumunu, hem de baş yüzey şekli kaydetmek için Malzemeler tablobkz:). Not: Bu verileri daha sonra çocuğun kafası MEG sensörleri ile ilgili olarak konumunu belirlemek için kullanılır.</li>
		<li>Kap, verici ve alıcıları üç çocuğun boynundan kaldırın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
MEG simülatörü:
	<ol>
<li>Çocuk MEG simülatörü konut odasına götürün (bkz. Tablo malzemeleri ve 9 ve 10 ek şekil 1' deki adımları), MEG sistemin tam boyutlu bir yineleme. MEG simülatörü alanı bahis konusu sopa ile dekore edilmiş ve sahte ile donatılmış dewar, bir yatak, bir düğme kutusu kask ve görsel görüntüler için bir ekran yer alan sahte dewar</li>
		<li>(Yani, yine de yalan ve pratik deneysel görevde katılan) bir uygulama uzay görevi anlatı tarama MEG kısaca açıklayın.</li>
		<li>Çocuk bir 'astronot kask' uygun — bir hareket sensörü Ön ekli olan bir polyester Yüzme kap ( Tablo malzemelerigörmek).</li>
		<li>Çocuk simülatörde yalan ve kendi seçtiğiniz bir video izlemek için davet ediyoruz. Çocuk gergin görünüyorsa, ilk bir oyuncakla deneysel yordamlar göstermektedir. Not: Çocuğun kafa hareketi (örneğin, 5 mm) önceden belirlenmiş bir eşiği aştığında, hareket izleme sistemi ( Tablo malzemelerigörmek) otomatik olarak videoyu duraklatmak ve deneyci el ile video yeniden başlatın ve geri yüklemek bekleyin hareketi temel.</li>
		<li>Çocuk bu bölümü simülatörü eğitimi tamamlandığında, çocuğun deneysel görevi benzersiz uyaranlara ayrı bir kümesi kullanarak eğitim sağlamak.</li>
		<li>Görev eğitim sonunda, çocuk bir astronot eğitim sertifikası sunuyoruz.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. MEG veri alma oturumu
Not: Veri alma oturumu için yaklaşık 30 dakika içinde MSR (5 dk) ve veri toplama (yaklaşık 20 dk, deneysel paradigma uzunluğuna bağlı olarak) katılımcı kurma sayısallaştırma (5 dk), dahil olmak üzere, genellikle çalışır.
<ol><li>
Başlangıç yordamlar
	<ol>
<li>Bir 30-60 s boş oda çocuk MEG sistem8tarafından algılanan önemli dış gürültü tanımlamak için gelmeden önce yaklaşık 15 dk kayıt yapmak.</li>
		<li>Manyetik Malzemeler MEG sinyal deforme edebilirsiniz gibi onlar değil herhangi bir manyetik malzeme onların giyim eşyası veya herhangi onların beden içinde taşıyan çocuk geldiğinde, onaylayın ( şekil 1B örnek için sinyal gürültü nedeniyle metal üzerinde bkz. Katılımcı). Not: Ebeveyn veya bakıcı MSR içinde onların çocuk eşlik etmek isterse, manyetik malzemeler kaldırılması için de geçerlidir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Sayısallaştırma
	<ol>
<li>Çocuk gibi MEG edinme oturum bitinceye kadar sayısallaştırma adım tamamlandığında, kap kaldırılamaz sayısallaştırma, başlamadan önce tuvalete gitmem gerek duyup duymadığını denetleyin.</li>
		<li>Yukarıdaki "MEG alışma oturumu" bölümünde özetlenen sayısallaştırma yordamı yineleyin. Not: Kap daha--dan 5 mm deney boyunca hareket ederse, deneme sonunda ikinci bir sayısallaştırma gerçekleştirmek</li>
	</ol>
</li>
	<li>
MSR set-up
	<ol>
<li>Çocuk MSR ("uzay gemisi") atın. Not: İki araştırmacı, bu yordam için gereklidir — ve MSR dışında MEG veri toplama "ana araştırmacı" olarak çalıştırmak için bir MSR içinde çocuk "yardımcı araştırmacı" (ebeveyn veya Bakıcı, isterseniz birlikte) eşlik edecek. MSR set-up genellikle 5 dakika sürer.</li>
		<li>Ekipman MSR (yardımcı araştırmacı) içinde ayarlayın<ol>
<li>Kafalarını kask içine yerleştirmek için çocuk sormak dewar.</li>
			<li>Öyle ki baş tacı mümkün olduğu kadar yakın kask arkasına doğru çocuğun kafası merkezi olarak hizalanmış kontrol dewar dokunmadan.</li>
			<li>Çocuk rahat olduğundan emin olun rahat ve MEG kayıt sırasında mümkün olduğunca hareketsiz kalır.</li>
			<li>Kurulum sırasında dewar yukarıda bir ekranda kendi seçtiğiniz bir video oynayarak çocuk eğlenin tutmak.</li>
		</ol>
</li>
		<li>MSR (ana araştırmacı) dışarıda ekipman kurmak<ol>
<li>Kask ile ilgili ilk pozisyonu kaydetmek için bir ön experiment/taban çizgisi işaretçisi bobin ölçüm kuralları dewar.</li>
			<li>Bir co-kayıt çocuğun baş ve ilk işaret bobin ölçüm ve dijitalleştirme kafa şekli veri kullanarak alıcı dizisini arasında yapmak. Not: Bu hazırlık ölçümler pozisyonu çocuğun kafası düzgün konumlandırıldığından emin olun dewar içinde görsel denetim etkinleştirin. Bu koşullar yerine, çocuk yeniden konumlandırın ve veri toplama başlamadan önce başka bir co-kayıt yapmak.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Veri toplama
	<ol>
<li>Bir kez pozisyonu ile ilgili kask memnun dewar, başlangıç kayıt MEG ve deneysel görev.</li>
		<li>Kayıt devam eden baş hareketleri bir Pediatrik MEG yazılım sistemi ile gerçek zamanlı kafa hareketi (ReTHM)9aradı.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Deneme biten
	<ol>
<li>Deneysel görev tamamlandığında, ReTHM açmak ve kayıt MEG sonunda. Kask ile ilgili son pozisyonu ölçmek için bir sonrası deneme marker bobin ölçüm kuralları dewar. Not: Bu ölçüm genel olarak baş hareketleri basit bir görsel denetim deney sırasında sağlar.</li>
		<li>Çocuk hediye çanta ("astronot seti") onların katılım için teklif ve aile için onların zaman emeğinin ve maliyeti seyahat.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Baillet, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetoencephalography+for+brain+electrophysiology+and+imaging.">Magnetoencephalography for brain electrophysiology and imaging.</a> Nature Neuroscience. 20, 327-339 (2017).</li><li>Gaetz, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetoencephalography+for+clinical+pediatrics:+Recent+advances+in+hardware,+hethods,+and+clinical+applications.">Magnetoencephalography for clinical pediatrics: Recent advances in hardware, hethods, and clinical applications.</a> Journal of Pediatric Epilepsy. 04, 139-155 (2015).</li><li>Stolk, A., Todorovic, A., Schoffelen, J. -. M., Oostenveld, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Online+and+offline+tools+for+head+movement+compensation+in+MEG.">Online and offline tools for head movement compensation in MEG.</a> Neuroimage. 68, 39-48 (2013).</li><li>Tesan, G., Johnson, B. W., Reid, M., Thornton, R., Crain, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+Of+Neuromagnetic+brain+function+in+pre-school+children+with+custom+sized+MEG.">Measurement Of Neuromagnetic brain function in pre-school children with custom sized MEG.</a> Journal of Visualized Experiments. (36), 2923-2934 (2010).</li><li>Johnson, B. W., Crain, S., Thornton, R., Tesan, G., Reid, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+brain+function+in+pre-school+children+using+a+custom+sized+whole-head+MEG+sensor+array.">Measurement of brain function in pre-school children using a custom sized whole-head MEG sensor array.</a> Clinical Neurophysiology. 121, 340-349 (2010).</li><li>He, W., Brock, J., Johnson, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Face-sensitive+brain+responses+measured+from+a+four-year-old+child+with+a+custom-sized+child+MEG+system.">Face-sensitive brain responses measured from a four-year-old child with a custom-sized child MEG system.</a> Journal of Neuroscience Methods. 222, 213-217 (2014).</li><li>Brock, J., Sowman, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meg+for+kids:+listening+to+your+brain+with+super-cool+SQUIDs.">Meg for kids: listening to your brain with super-cool SQUIDs.</a> Frontiers for Young Minds. 2, 10-13 (2014).</li><li>Gross, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Good+practice+for+conducting+and+reporting+MEG+research.">Good practice for conducting and reporting MEG research.</a> Neuroimage. 65, 349-363 (2013).</li><li>Oyama, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-Time+coil+position+monitoring+system+for+biomagnetic+measurements.">Real-Time coil position monitoring system for biomagnetic measurements.</a> Physics Procedia. 36, 280-285 (2012).</li><li>de Cheveign&#233;, A., Simon, J. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Denoising+based+on+spatial+filtering.">Denoising based on spatial filtering.</a> Journal of Neuroscience Methods. 171, 331-339 (2008).</li><li>Cheyne, D., Jobst, C., Tesan, G., Crain, S., Johnson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Movement-related+neuromagnetic+fields+in+preschool+age+children.">Movement-related neuromagnetic fields in preschool age children.</a> Human Brain Mapping. 35, 4858-4875 (2014).</li><li>N&#228;&#228;t&#228;nen, R., Pakarinen, S., Rinne, T., Takegata, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mismatch+negativity+(MMN):+towards+the+optimal+paradigm.">The mismatch negativity (MMN): towards the optimal paradigm.</a> Clinical Neurophysiology. 115, 140-144 (2004).</li><li>He, W., Brock, J., Johnson, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Face+processing+in+the+brains+of+pre-school+aged+children+measured+with+MEG.">Face processing in the brains of pre-school aged children measured with MEG.</a> Neuroimage. 106, 317-327 (2015).</li><li>Wehner, D. T., H&#228;m&#228;l&#228;inen, M. S., Mody, M., Ahlfors, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Head+movements+of+children+in+MEG:+quantification,+effects+on+source+estimation,+and+compensation.">Head movements of children in MEG: quantification, effects on source estimation, and compensation.</a> Neuroimage. 40, 541-550 (2008).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Son yıllarda, MEG beyin geliştirme1destek sinirsel mekanizmaları araştıran değerli non-invaziv görüntüleme tekniği olarak kurulmuştur. Ancak, tarayıcı baş hareketleri kaliteli MEG veri, özellikle Pediatrik nüfus değerlendirirken elde etmek için kötü şöhretli bir engel teşkil. Bu sorunu çözmek için bu makalenin önceki bir kağıt KIT-Macquarie beyin araştırma laboratuvarı 4ana hatlarıyla yordamlar üzerine kurar bir Pediatrik MEG araştırma protokol sundu.
Kritik yordamlar dahil (1) çocuk MEG ile laboratuvar ziyaret öncesinde MEG denemeyle ilgili hangi onlar öğrenmek alışma kaynak sağlayan, hangi katmak MEG sistemi açıklayan bir çocuk dostu araştırma makale7 ve Manyetik korumalı Oda (MSR), MEG deney (ek şekil 1) ve bir MEG bilgi formu ve bakıcılar (ek Şekil 2); için tamamlamak için 10 basit adımları özetleyen bir hikaye panosu (2) neyin çocuk MEG yordamlar ile tanışmış ve hala bir MEG simülatörü içinde yalan ederken başlarını tutmak için eğitilmiş bir alışma oturumu MEG edinme oturumuyla önceki; (3) kullanarak pasif ya da "gamified" deneysel paradigmalar kafa hareketi Can sıkıntısı ve huzursuzluk nedeniyle en aza indirmek için; ve (4) izleme devam eden baş hareketleri online veri toplama sırasında gerçek zamanlı kafa hareketi (ReTHM) sistem9kullanarak. ReTHM elde edilen veriler MEG verileri önceden işlerken kafa hareketi eserler çevrimdışı düzeltme yapmak için kullanılabilir.
Yüksek kaliteli MEG veri edinimi roman MEG ortamında rahat hissediyor çocuk eleştirel bağlıdır. Bu anlamda bir rahatlıkla teşvik etmek için araştırmacılar MEG çevre ve veri toplama başlamadan önce yordamlar ile çocuklar ve aileleri tanıtmak için zaman ayırmak için teşvik edilir. Bu sunan çocuklar ve ebeveynleri basit, erişilebilir dilde MEG yordamlar açıklar MEG kaynaklar aracılığıyla elde edilebilir. Ayrıca, aileler MEG laboratuar araştırmacılar karşılamak ve MEG test prosedürleri pratik veri edinme seanstan önce ziyaret etmek için davet edilecek. MEG simülatör eğitim yoluyla çocuk örtülü olarak yine MEG'in yalan ederken başlarını tutmanın önemini öğrenmek. MEG alışma araştırmacılar ve ailelerini MEG veri kalitesini artırma yanı sıra zaman ve sonraki MEG veri yapma maliyetini en aza indirme avantajları veri toplama işlemi için ek zaman ayırmaya gerekirken satın alma oturumları, belki bu dezavantajı daha ağır basar. Ayrıca, performans ve uyumluluk alışma oturumu sırasında çocuk veya geri bir gerçek MEG veri alma oturumu için davet etmek uygun değil olup olmadığını belirtmek için kullanılabilir.
Tarayıcı kafa hareketi huzursuzluk nedeniyle en aza indirmek için hangi does değil istemek açık dikkat veya aktif katılım yönergeleri pasif bir deneysel paradigma kullanmak tercih edilir. Örneğin, güvenilir bir çatışmaya yanıt sayede katılımcı pasif bir dizi tarafından sessiz bir video sunmaya devam ederken işitsel sesleri dinleyen bir işitsel antika paradigma12ile elde edilebilir. Açık bir yanıt gerektiren çalışmalar için araştırmacı bir ilgi çekici oyun tarzı paradigma11' deneysel görev katıştırmak için amacı olmalıdır. Bu işbirliği geliştirir ve huzursuzluk görev sırasında en aza indirir. Görsel deneylerde, bir MEG uyumlu göz-izci kullanımı küçük ek kurulum zamanı gerektirir ama çocuk görsel uyarıcı13konumuna fiksasyonlu sağlanması gereklidir.
Herhangi bir kalıntı kafa hareketi eserlerin gerçek zamanlı kafa hareket takibi kullanmak için düzeltilebilir. Örneğin, ReTHM elde edilen veriler MEG kayıt dosyasında depolanan ve o kafa-sensör şekilde veri toplama sırasında için kafa hareketi dengelemek amacıyla genellikle kullanılan yerelleştirme en uygun bir kaynak için izin vermek için ön hareket düzeyine geri Sonraki kaynak düzeyinde veri için gerekli olan imar14inceliyor.
Bu iletişim kuralının uygulanması Pediatrik MEG veri kalitesini artırmak, katılımcı yıpratma oranları boyuna çalışmalarda en aza indirmek ve aileler MEG araştırma katılım, kapsamlı hedefi ile keyifli bir deneyim sağlamak istiyor erken beyin gelişimi de tipik ve atipik nüfus anlayışımızı geliştirmek.

Magnetoencephalography (MEG) manyetik alanlar insan beyni1,2elektriksel aktivitesinin tarafından üretilen ölçen bir non-invaziv fonksiyonel beyin görüntüleme tekniğidir. MEG mükemmel zamansal çözünürlük ve beyin kaynakları ve alıcılar arasında biyolojik doku üzerinden bulaşması sinyal eksikliği nedeniyle elektroansefalografi (EEG) ile karşılaştırıldığında üstün Uzaysal çözünürlük sunuyor. Buna ek olarak, MEG yüksek sesler, radyasyon veya manyetik alanlara maruz kalma anlamına gelmez. Hızlı kurulum zamanı ve katılımcılar tarafından bir ebeveyn veya bakıcı test boyunca eşlik edilebilir. Birlikte ele alındığında, bu özellikler tipik ve atipik beyin fonksiyonu küçük çocuklar2gelişimi araştırma için umut verici bir araç MEG olun.
MEG kullanarak beyin yanıtları ölçmek için araştırma katılımcılar başlarını sabit bir dizi süper iletken sensörlerin konut bir kask içine eklemeniz gerekir. Katılımcıların kayıt kafalarını yine MEG'in boyunca tutar, baş konumuna göreli olarak sensörleri alanında değişiklikler olarak her ikisi de neuromagnetic sinyal dağıtım aşağılamak ve doğru kaynak tahmini engel çok önemlidir. Yanlış kaynak tahmini kaçınılmaz kaynak güç, fonksiyonel bağlantı ve ağ analizleri3yanlış istatistiksel çıkarımlar açar.
Kafa hareketi minimize nedenlerle bir dizi için pediatrik MEG değerlendirme sırasında özellikle zor olabilir. İlk olarak, genç çocuk bir yetişkin MEG sisteminde değerlendirilmesi gibi çocukların kafaları bu yetişkin daha küçüktür ve kısıtlamasız kafa hareketi için kask ve çocuğun kafa derisi arasında artan boşluk sağlar problemlidir. İkinci, roman MEG çevre — büyük bir makine penceresiz bir manyetik korumalı odada kilitli — genç çocuklar için korkutucu olabilir ve kafa hareketi anxiousness sonucu olabilir. Üçüncü olarak, eğitim olmadan, çocuk tam olarak anlamak veya hala deneme süresince kalmak şartı ile uyumlu. Son olarak, can sıkıntısı tolere sınırlı bir kapasiteye sahip çocuklar bazı MEG deneyler uzun sürüyorsa veya sıkıcı, huzursuzluk ve kafa hareket aktarımında kaynaklanan bulabilirsiniz.
Pediatrik MEG araştırma kafa hareketi uzun süredir sorun çözmek için bu makalenin son donanım ve kullanılan KIT-Macquarie beyin Araştırma Laboratuvarı (çocuklara MEG iletişim kuralı uygulanır metodolojik gelişmeler sunar Macquarie Üniversitesi, Sidney, Avustralya). Bu laboratuvar4, sorunlar dewar-var ele dünya ilk yükleyerek bir gevşek-montaj Yetişkin boy kask kullanımı içinde yer alan önceki bir gazetede belirtildiği gibi bütün kafalı Pediatrik MEG sistemiyle ısmarlama bir kask dewar daha iyi uygun yaklaşık üç-altı yaş arasındaki genç çocuk başkanları. Sensörler fiziksel olarak daha yakın, ortalama olarak, çocuğun kafa derisi5,6için olduğu gibi bu donanım uyum sinyal-gürültü oranı geliştirir. Daha yakın zamanlarda, KIT-Macquarie beyin araştırma laboratuvarı kafa hareketi söz konusu bağdaşmaz üstesinden gelmek için birkaç yeni ve yeni yordamlar geliştirmiştir ve bu nedenle veri kalitesini artırmak için.
Bu iletişim kuralı tüm yordamları aracılığıyla bir anlatı içinde çocuk katılımcı yürütmektedir aktif bir "astronot uzay misyonu" açıklanmıştır. Bu anlatı çocuğun MEG araştırma deneyimi sadece daha az korkutucu, ama aynı zamanda heyecan verici olmasını sağlar. Bu yordamları çocuklara MEG Protokolü uygulama veri kalitesini artırma, katılımcı yıpratma oranları boyuna çalışmalarda en aza indirilmesi ve aileler olumlu bir deneyim onların araştırma katılım sağlanması için önemlidir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1073px;" width="1074">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">5 marker Coil set</td>
			<td style="width:505px;">Kanazawa Institute of Technology (KIT) and Yokogawa Electric Corporation, Japan</td>
			<td style="width:119px;">PQ11MKA</td>
			<td style="width:235px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Fastrak Digitizer &#8211; 3D</td>
			<td style="width:505px;">Polhemus Cochester, VT, USA</td>
			<td style="width:119px;">1A0383-001</td>
			<td>Pen digitizer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Magnetoencephalography (MEG)</td>
			<td style="width:505px;">Kanazawa Institute of Technology (KIT) and Yokogawa Electric Corporation, Japan</td>
			<td style="width:119px;">PQ1160C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">MEG simulator</td>
			<td style="width:505px;">Fino, NSW, Australia</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">MoTrack system</td>
			<td>Psychological Software Tools, PA, USA</td>
			<td style="width:119px;">MTK-09314-1307</td>
			<td>Motion tracking system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Polyester caps</td>
			<td style="width:505px;">Speedo</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>product code: SPE11733.435</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

studying brain function in children using magnetoencephalography

Magnetoencephalography (MEG) manyetik alanlar insan beyin elektriksel aktivitesinin tarafından üretilen doğrudan ölçen bir non-invaziv görüntüleme tekniğidir. MEG sessiz ve daha az manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ile karşılaştırıldığında klostrofobi neden olasılığı var. Bu nedenle beyin fonksiyonu küçük çocuklarda soruşturma için umut verici bir araçtır. Ancak, pediatrik nüfus üzerinden MEG veri analizi genellikle çocuğun kafasına değil yapıştırılmış bir dağınık şekilde sabit alıcı dizisini gereksinimini sonucu olarak ortaya kafa hareketi eserler tarafından karmaşıktır. Küçük çocuklar genellikle hala deneysel görevleri sırasında kalır edemiyoruz baş hareketleri MEG oturumları sırasında minimize özellikle zor olabilir. Protokol tarama sırasında Pediatrik MEG kafa hareketi eserler azaltmak amaçlamaktadır burada sunulan. MEG laboratuvar ziyaret etmeden önce aileler açıklamak MEG sistem ve deneysel prosedürler basit, erişilebilir dilde kaynaklarla temin edilmektedir. Bir MEG alışma oturumu sırasında araştırmacılar ve MEG yordamlar ile çocuk aşina yapılır. Onlar o zaman hala bir MEG simülatörü içinde yalan iken onların kafa tutmak için eğitilmiştir. Çocuk romanı MEG ortamı rahat hissediyorum yardımcı olmak için tüm yordamları bir uzay görevi anlatı ile açıklanmıştır. Kafa hareketi huzursuzluk nedeniyle en aza indirmek için çocuk eğitilmiştir ve eğlenceli ve ilgi çekici deneysel paradigmalar kullanılarak değerlendirildi. Ayrıca, çocuk artık kafa hareketi eserlerin gerçek zamanlı bir kafa hareketi takip sistemi kullanarak veri alma oturumu sırasında için telafi edilir. Bu çocuklara yordamları uygulama veri kalitesini artırma, katılımcı yıpratma oranları boyuna çalışmalarda en aza indirilmesi ve aileler olumlu araştırma deneyimi sağlanması önemlidir.

Ortak Magnetoencephalography sinyalleri Ortak MEG sinyalleri şekil 1' de görüntülenir, bu durumda sensörler kilidini MEG sinyal gürültü nedeniyle katılımcı (şekil 1B), metal yanı sıra normal MEG sinyal (şekil 1A), dahil olmak üzere, MSR kapıyı aç ve herhangi bir metal onların beden kaldırmak sonra nesne MSR dışarı almak ve 3.5 bölümünde özetlenen yordamlar yinelenen önce bir otomatik ayar gerçekleştirmek katılımcı sormak; bir elektronik cihaz (şekil 1C, bir cep telefonundan en sık), müdahalelerden durumda hangi sırayla kapalı herhangi bir elektronik cihazlar veya uzak MSR; taşıyın Bu durumda sıkışık bir çene (şekil 1D), katılımcının kayıt MEG süresince kendi çene rahatlamaya hatırlatır; Alfa dalgaları (şekil 1E; bunlar 1 s aralığı içinde 8-12 sürekli dalgalar tarafından tanımlanan), bu durumda kontrol katılımcı uykuda değil (onlar uyanık olup olmadığını devam etmek önemli değil); ve kapana kısılmış manyetik akı (şekil 1F); Bu durumda sensörler kilidini ve bobin üzerinde 5 min için ısıtıcıları açın. Akı bir sonraki auto-tuning sonra devam ederse, etkilenen Kanal temizleme sonraki veri çözümlemesi için işaretleyin.
Kafa hareketi sırasında veri toplama Pediatrik MEG veri önce ve sonra ReTHM düzeltme Şekil 2' de görüntülenir. Veriler için de-noised1015 dk. veri was pasif işitsel seslerini dinledim bir üç-yıl-yaşlı çocuk toplanmıştır, temel-düzeltilir ve ortalama11 (1-15 Hz), bant geçiren Filtre. Kök ortalama kare (RMS) manyetik dalga biçimleri (sağ sütunda) tüm sensörler hesaplanan. Ortalama tarayıcı baş hareketleri 44.3 mm olduğunu. Gösterildiği gibi ReTHM daha fazla odak isofield kontur haritaları (, RMS dalga biçimleri; zirvesine çıkan hareket etme eserler için telafi (A), daha az RMS manyetik dalga biçimleri (B) ve (C) içinde ikili işitsel loblar daha anlamlı kaynak yeniden yapılanma bozuk.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58909/58909fig1.jpg"> Resim 1 : Ortak örnekleri MEG sinyalleri. (A) normal bir MEG sinyal. (B-F) MEG sinyal gürültü nedeniyle (B) metal katılımcı (özellikle, singlet kayış üzerinde küçük bir metal toka kaynaklanan gürültü), (C) müdahalelerden bir elektronik cihaz, (D) sıkışık bir çene, (E) Alfa dalgaları ve (F) kapana kısılmış manyetik akı. C, E ve F panelleri için zaman ölçeği x ekseni üzerinde 10 saniyelik aralıklarla ve genlik ölçek y ekseni üzerinde 32768 A/D. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58909/58909fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58909/58909fig2.jpg"> Resim 2 . Pediatrik MEG veri önce ve sonra gerçek zamanlı kafa hareketi (ReTHM) düzeltme. Veri toplanan 44.3 mm.(a)daha odaklı isofield kontur haritaları kök ortalama kare (RMS) dalga biçimleri; doruğuna 15 dk. dant tarayıcı baş hareketleri vardı için pasif işitsel seslerini dinledim bir üç-yıl-yaşlı çocuk üzerinden (B) bozuk RMS manyetik dalga biçimleri ve (C) daha az ikili işitsel loblar daha anlamlı kaynak yeniden ortaya ReTHM düzeltme sonra. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58909/58909fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Supplementary Figure 1" src="/files/ftp_upload/58909/58909supfig1.jpg"> Ek resim 1: bir hikaye kurulu "eğitim astronot" (yani, MEG deney) tamamlamak için anahat 10 basit adımlar. Bu ailelere çocuk beklentileri satın alma oturum için rehberlik için aynı zamanda heyecan "astronot eğitimi" beklentisiyle oluşturmak için MEG laboratuvar ziyaret önce gönderilir. Veri toplama günü, çocuk hikaye Deneme ilerledikçe izleyin ve her adımı tamamladıktan sonra pul toplar. Fotoğrafları ile çoğaltılamaz yazılı ebeveyn izni haberdar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58909/58909supfig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Supplementary Figure 2" src="/files/ftp_upload/58909/58909supfig2v2.jpg"> Ek resim 2: Ailesi veya yakınları MEG, MSR, açıklayan bir MEG bilgi sayfasını veri edinme gün beklemek ve ne giymek için. Fotoğraf ile çoğaltılamaz yazılı ebeveyn izni haberdar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58909/58909supfig2v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Studying Brain Function in Children Using Magnetoencephalography at JoVE.com

Studying Brain Function in Children Using Magnetoencephalography

Beyin fonksiyonları çocuklarda Magnetoencephalography kullanarak eğitim

Bu yazı Pediatrik magnetoencephalography (MEG) sırasında kafa hareketi azaltarak veri kalitesini artırmak için tasarlanmış bir çocuk dostu araştırma protokol tanıttı. Biz aileler MEG çevre ile tanışın, Çocuk hala bir MEG simülatörünü kullanma kalır ve kalan kafa hareketi eserler için gerçek zamanlı kafa hareketi algılama sistemi kullanarak düzeltmek için tren.

Magnetoencephalography (MEG) is a non-invasive neuroimaging technique which directly measures magnetic fields produced by the electrical activity of the ...

Pediatrik MEG verileri genellikle kafa hareketi eserler tarafından karmaşıktır. Bu yeni protokol, küçük çocuklardan MEG verilerini toplarken kafa hareketini nasıl azalttığımızı niçin azalttığımızı kapsamlı bir şekilde göstermektedir. Protokolümüzde belirtilen çocuk dostu prosedürlerin uygulanması, veri kalitesinin iyileştirilmesi, katılımcıyı yıpratma oranının en aza indirilmesi ve ailelerin araştırmaya olumlu katılım deneyimi yaşamalarının sağlanması açısından önemlidir.Bu protokol, tarama sırasında kafa hareketini azaltmanın da veri kalitesi açısından kritik öneme sahip olduğu fMRI veya PET gibi diğer nörogörüntüleme sistemleri olan küçük çocukların değerlendirilmesi sırasında uygulanabilir. Bu prosedüre başlamak için ailelere, MEG deneyinin tamamlanmasında kullanılan adımları ve ebeveynler veya bakıcılar için bir MEG bilgi sayfasını ayrıntılı olarak anlatan bir hikaye tahtası gibi MEG laboratuvarını ziyaret etmeden önce manyetoensefalografi veya MEG hakkında bilgi edinmeleri için kaynak sağlayın. Daha sonra, manyetik korumalı oda, ya da MSR bir tur çocuk almak, uzay misyonu tema güçlendirmek için uzay ile ilgili duvar sanatı dekore edilmiştir pediatrik MEG sistemi, konut.Çocuktan kafalarını kask kapısında yatarak yatarak pratik yapmasını isteyin. Daha sonra, uzay gemisi rotada kalması ve son hedefine ulaşabilmesi için çocuğa mümkün olduğunca hareketsiz yatmasını söyleyin. Dijitalleştirme için, çocuğu yüksek bir sandalyeye oturmaya yönlendirin ve bunları sürekli hareket izleme ünitesine veri gönderen beş marker bobini içeren polyester yüzme şapkası ile sığdırın.Kenarları katlayarak gevşek montaj kapakları uyarla. Çocuğun boynuna bir verici ve üç alıcı yerleştirin. Çocukten en iyi heykel pozlarını göstermesini ve hareketsiz kalırken sık sık olumlu destek vermelerini isteyin.Bu, dijitalleştirme sırasında çocuğun kafası ve MEG sensörleri arasındaki sonraki birlikte kaydın doğruluğunu tehlikeye atabilecek kafa hareketini en aza indirmeye hizmet eder. Üç fiducial noktaların ve beş marker bobininin konumunu ve baş yüzeyinin şeklini kaydetmek için bir kalem sayısallaştırıcı kullanın. Bu veriler daha sonra MEG sensörleri ile ilgili olarak çocuğun başının konumunu belirlemek için kullanılır.İşlemin sonunda, şapkayı, vericiyi ve üç alıcıyı çocuğun boynundan çıkarın. Sonra, meg simülatörü, MEG sisteminin tam boyutlu bir kopyası barındıran odaya çocuk götürün. MEG simülatörü uzay temalı çıkartmalarla dekore edilmiştir ve sahte bir kask kapısı, yatak, düğme kutusu ve görsel görüntüler için sahte kapının üzerinde yer alan bir ekran ile donatılmıştır.Meg tarama prosedürlerini bir uygulama alanı misyonunun anlatımı yla kısaca açıklayınız. Çocuk gergin görünüyorsa, önce deneysel prosedürleri bir oyuncakla gösterin. Bir astronot kask, ön bağlı bir hareket dedektörü olan bir polyester yüzme kapağı ile çocuk uygun.Çocuğu simülatörde yatmak ve kendi seçtikleri bir videoyu izlemeye davet edin. Çocuğun baş hareketi önceden belirlenmiş bir eşiği aştığında, hareket izleme sistemi videoyu otomatik olarak duraklatır ve deneycinin videoyu el ile yeniden başlatmasını ve hareket taban çizgisini geri yüklemesini bekler. Çocuk simülatör eğitiminin bu bölümünü tamamladığında, onlara ayrı bir benzersiz uyaran kümesi kullanarak deneysel görev hakkında eğitim sağlayın.Görev eğitiminin sonunda, çocuğa astronot eğitim sertifikası sunun. Çocuk geldiğinde, manyetik malzemeler MEG sinyalini bozabileceğinden giysilerine veya vücuduna manyetik malzeme takmadıklarını doğrulayın. Daha sonra, daha önce MEG alışma oturumunda özetlenen sayısallaştırma yordamını tekrarlayın.Daha sonra, msr için çocuk götürün. Bu işlem için iki araştırmacı gereklidir, biri MSR'deki çocuğa yardımcı araştırmacı olarak eşlik etmek, diğeri ise ANA araştırmacı olarak MSR dışında MEG veri toplama yı çalıştırmak için. MSR kurulumu genellikle beş dakika sürer.MSR'nin içinde, çocuktan kafasını kask kapısına yerleştirmesini isteyin. Çocuğun başının merkezi olarak hizalandığından, başın tacına dokunmadan kask kapısının arkasına mümkün olduğunca yakın olduğundan kontrol edin. Çocuğun rahat, rahat ve MEG kaydı için mümkün olduğunca hareketsiz kaldığından emin olun.Ekipmanı kurarken, kapının üstündeki ekranda kendi seçtikleri bir videoyu oynatarak çocuğu eğlendirin. MSR dışında, kask kapısına göre ilk kafa pozisyonunu kaydetmek için deney öncesi temel marker bobinölçümü gerçekleştirin. Daha sonra, hem ilk işaret bobini ölçümü hem de dijitalleşme kafası şekil verilerini kullanarak çocuğun kafası ve sensör dizisi arasında bir ortak kayıt gerçekleştirin.Bu hazırlık ölçümleri, çocuğun başının doğru bir şekilde konumlandırılmasını sağlamak için kapının içindeki baş pozisyonunun görsel olarak incelenmesini sağlar. Bu koşullar yerine getirilmezse, çocuğun başını yeniden konumlandırın ve veri edinimi başlatmadan önce başka bir ortak kayıt gerçekleştirin. Kask kapısıile ilgili olarak baş pozisyonundan memnun kaldıktan sonra, MEG kaydını ve deneysel görevi başlatın.Gerçek zamanlı kafa hareketi adı verilen bir pediatrik MEG yazılım sistemi ile devam eden kafa hareketlerini kaydedin. Deneyin sonunda, çocuğa katılımları için bir hediye çantası sunun ve aileye zaman ve seyahat masrafları için ücret öden. Bu deneyde, 15 dakika boyunca işitsel tonları pasif olarak dinleyen üç yaşındaki bir çocuktan veri toplandı.Veriler gürültüden arındırıldı, daha sonra geçmiş filtrelendi, taban çizgisi düzeltildi ve ortalamalandı. Kök-ortalama kare manyetik, veya RMS, dalga formları tüm sensörlerden hesaplandı ve ortalama tarayıcı içi kafa hareketleri 44.3 milimetre idi. Gösterildiği gibi, gerçek zamanlı kafa hareketi daha odak isofield kontur haritaları ile sonuçlanan hareket ile ilgili eserler için telafi.Çok bozuk RMS manyetik dalga formları ve ikili işitsel loblarda daha anlamlı kaynak rekonstrüksiyonu. Test prosedürü boyunca, çocukla yakınlık kurmak, oturumu eğlenceli ve ilgi çekici tutmak ve çocukta herhangi bir endişe veya huzursuzluk belirtisine yanıt vermek önemlidir. Pediatrik MEG kayıtları sırasında çocukları başlarını hareketsiz tutmaları için eğiterek, MEG verilerimizin kalitesini artırdık.Gelişmiş analiz teknikleri artık bu verilere uygulanabilir. Pediatrik MEG sadece beyinde elektriksel olarak neler olduğuna dair bir pencere açmaz, aynı zamanda gelişmekte olan beyne bazı bilişsel fonksiyonları haritalayamızı da sağlar.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Studying Synaptic Vesicle Pools using Photoconversion of Styryl Dyes

Styryl Boyaların Fotoçevrim kullanarak Synaptic veziküllü Havuzları incelenmesi

The fusion of synaptic vesicles with the plasma membrane (exocytosis) is a required step in neurotransmitter release and neuronal communication. The ...

In utero Electroporation followed by Primary Neuronal Culture for Studying Gene Function in Subset of Cortical Neurons

In utero Electroporation followed by Primary Neuronal Culture for Studying Gene Function in Subset of Cortical Neurons

In utero Elektroporasyon Kortikal nöronlar Altküme Gen Fonksiyonu Öğrenmenin İlköğretim Nöronal Kültür takip

In vitro study of primary neuronal cultures allows for quantitative analyses of neurite outgrowth. In order to study how genetic alterations affect ...

Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound (fTCD)

Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound fTCD

Fonksiyonel Transkraniyal Doppler Ultrasonografi kullanarak Çocuklarda Serebral Lateralizasyon Değerlendirme (fTCD)

There are many unanswered questions about cerebral lateralization.  In particular, it remains unclear which aspects of language and nonverbal ability are ...

Coherence between Brain Cortical Function and Neurocognitive Performance during Changed Gravity Conditions

Beyin Kortikal Fonksiyon ve değiştirildi Yerçekimi Koşullar sırasında Nörobilişsel Performansı arasındaki uyum,

Previous studies of cognitive, mental and/or motor processes during short-, medium- and long-term weightlessness have only been descriptive in nature, and ...

Mosaic Analysis of Gene Function in Postnatal Mouse Brain Development by Using Virus-based Cre Recombination

Virüs tabanlı Cre Rekombinasyon kullanarak Postnatal Fare Beyin Gelişimi Gen Fonksiyonu Mosaic Analizi

Normal brain function relies not only on embryonic development when major neuronal pathways are established, but also on postnatal 
development when ...

In ovo Electroporation in Chick Midbrain for Studying Gene Function in Dopaminergic Neuron Development

In ovo Electroporation in Chick Midbrain for Studying Gene Function in Dopaminergic Neuron Development

Dopaminerjik Nöron Geliştirme Gen Fonksiyonunun Çalışılması için Chick orta beyin içinde ovo Elektroporasyon yılında

Dopaminergic neurons located in the ventral midbrain control movement, emotional behavior, and reward mechanisms1-3. The dysfunction of ventral midbrain ...

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

Ultrasonik Kan-beyin bariyeri bozulması ve Manganez kontrastlı MRG kullanma İşlevsel beyin görüntüleme

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

FMRI ve difüzyon ağırlıklı görüntüleme ile Beyin Yapısı ve Fonksiyonu Co-analizi

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when ...

Local Application of Drugs to Study Nicotinic Acetylcholine Receptor Function in Mouse Brain Slices

Fare Beyin dilimleri içinde Nikotinik Asetilkolin Reseptör Fonksiyon Okumak Uyuşturucu Yerel Uygulama

Tobacco use leads to numerous health problems, including cancer, heart disease, emphysema, and stroke. Addiction to cigarette smoking is a prevalent ...

Imaging Serotonergic Fibers in the Mouse Spinal Cord Using the CLARITY/CUBIC Technique

Kullanımı Netlik Fare Omurilik içinde Serotonerjik Elyaf Görüntüleme / KÜBİK Tekniği

Long descending fibers to the spinal cord are essential for locomotion, pain perception, and other behaviors. The fiber termination pattern in the spinal ...