Das Aufkommen der MEG-Systeme Größe für Kleinkinder eröffnet wichtige neue Möglichkeiten für die Entwicklung des Gehirns zu studieren. Das neue System, zusammen mit einem Protokoll, das experimentelle Anforderungen deckt sich mit den Fähigkeiten von Kindern, lassen sich kognitive und sprachliche Prozesse bei gesunden, wachen Kindern im Alter von drei Minuten vor sechs studieren.
Magnetenzephalographie ist eine Technik, die Magnetfelder mit kortikale Aktivität [1] verbunden erkennt. Die elektrophysiologische Aktivität des Gehirns erzeugt elektrische Felder – das können Sie nur mit der Elektroenzephalographie (EEG) werden – und ihre gleichzeitige magnetische Felder – erkannt von MEG. MEG-Signale werden von spezialisierten Sensoren supraleitenden Quanten-Interferenz-Geräten (SQUIDs) bekannt erkannt. Supraleitende Sensoren benötigen mit flüssigem Helium-Kühlung bei -270 ° C. Sie befinden sich in einem vacumm isolierte Helm genannt Dewar, die mit Flüssigkeit gefüllt ist enthalten. SQUIDs sind in festen Positionen in den Helm Dewar in der Kühlmittel Helium gelegt, und ein Thema ist der Kopf im Helm Dewar für MEG-Messungen gelegt. Der Helm Dewar muss so bemessen sein, gegen Einschränkungen zu befriedigen. Klar, muss es groß genug, um die meisten oder alle die Köpfe in der Bevölkerung, die untersucht werden sollen fit. Allerdings muss der Helm auch klein genug, um die meisten der SQUID-Sensoren im Bereich der kleinen zerebralen Felder, die sie zu messen sind zu halten. Konventionelle ganzen Kopf MEG-Systeme wurden entwickelt, um mehr als 90% der erwachsenen Köpfen unterzubringen. Allerdings Erwachsenen-Systeme sind nicht gut für die Messung Gehirnfunktion in pre-school chidren deren Köpfe haben einen Radius mehrere cm kleiner als Erwachsene geeignet. Die KIT-Macquarie Hirnforschung Laboratory an der Macquarie University wird ein MEG-System benutzerdefinierte Größe, um die Köpfe der Kinder im Vorschulalter geeignet. Dieses Kind-System verfügt über 64 erster Ordnung axiale Gradiometer mit einem 50 mm Baseline [2] und befindet sich in einem magnetisch abgeschirmten Raum (MSR) zusammen mit einem herkömmlichen Erwachsenen-Größe MEG-System enthalten [3,4]. Es gibt drei wesentliche Vorteile der maßgeschneiderten Helm Dewar für das Studium Kinder. Zunächst bringt der kleinere Radius des Sensors Konfiguration der SQUID-Sensoren in den Bereich der neuromagnetischen Signale der Kinder-Köpfe. Zweitens ermöglicht die kleineren Helm vollständige Einführung der Kopf eines Kindes in den Dewar. Vollständige Insertion ist in der Erwachsenenbildung Dewar Helme wegen der kleineren Krone Abstand bei Kindern Schulter verhindert. Diese beiden Faktoren sind grundlegend in der Aufnahme Hirnaktivität mittels MEG, weil neuromagnetischen Signale rasch dämpfen mit Abstand. Drittens schränkt die individuelle Kind Helm hilft bei der symmetrischen Positionierung des Kopfes und die Bewegungsfreiheit der Kopf des Kindes in den Dewar. Wenn es mit einem Protokoll, das den Anforderungen der Datenerhebung deckt sich mit den motivationalen und Verhaltensstörungen Fähigkeiten von Kindern verwendet werden, diese Funktionen erheblich erleichtert Setup, Positionierung und Messung von MEG-Signalen.
Dieses Protokoll wurde entwickelt, um Messungen der kognitiven Funktion des Gehirns bei gesunden und wachen 4 Jahre alten Kindern zu erleichtern. Wir verwenden einen benutzerdefinierten Formaten MEG-System entwickelt, um die Köpfe der Vorschul-Kinder im Alter fit. Mit diesem System eine kinderfreundliche Laborumgebung, und ein Protokoll angepasst, um die Fähigkeiten und Motivationen von Kindern, sind wir in der Lage, kognitive Funktion des Gehirns in einem Alter, für den gibt es derzeit nur sehr wenige Daten zu messen.
Die KIT-Macquarie System ist das erste Ganzkörper-Kopf-System benutzerdefinierte Größe für den Einsatz mit bereits Kinder im Grundschulalter. Es gibt drei wesentliche Vorteile der maßgeschneiderten Helm Dewar für das Studium Kinder. Zunächst bringt der kleinere Radius des Sensors Konfiguration der SQUID-Sensoren in den Bereich der neuromagnetischen Signale von Kindern die Köpfe. Zweitens ermöglicht die kleineren Helm vollständige Einführung der Kopf eines Kindes in den Dewar. Vollständige Insertion ist in der Erwachsenenbildung Dewar Helme wegen der kleineren Krone Abstand bei Kindern Schulter (siehe Abb. 2). Verhindert. Diese beiden Faktoren sind grundlegend in der Aufnahme Hirnaktivität mittels MEG, weil neuromagnetischen Signale rasch dämpfen mit Abstand. Drittens schränkt die individuelle Kind Helm hilft bei der symmetrischen Positionierung des Kopfes und die Bewegungsfreiheit der Kopf des Kindes in den Dewar. Diese Funktionen deutlich erleichtern Setup, Positionierung und Messung von MEG-Signale von Kindern.
Das Aufkommen von benutzerdefinierten Größe Kind MEG-System ist ein wichtiger Fortschritt für die kognitiven Neurowissenschaften. Alternative funktionelle bildgebende Verfahren, die Radiopharmaka oder starke Magnetfelder einzusetzen möglicherweise nicht geeignet für den routinemäßigen Einsatz mit kleinen Kindern. Da MEG ist eine völlig passive Messverfahren gibt es keine denkbare Risiko für die Entwicklung Gewebe. Es gibt derzeit nur sehr wenig MEG Daten von gesunden Vorschulkindern im Alter von Kindern, weil konventionelle Erwachsenen MEG-Systeme nicht gut geeignet, um mit Kindern eingesetzt. Child MEG-Systeme ermöglichen es uns, die Gehirnfunktion zu Studienbeginn im Alter, wo eine dramatische Gestaltung der Aktivität des Gehirns stattfindet, gibt neue Einblicke in normalen und pathologischen Entwicklung der kognitiven Funktion.
Diese Arbeit wurde vom Australian Research Council Linkage Infrastructure Equipment und Facilities Grant LEO668421 und Australian Research Council Linkage Project Grant LP0669471 unterstützt. Die Autoren bedanken sich für die Zusammenarbeit von Kanazawa Institute of Technology und Yokogawa Electric Corporation in die Gründung der KIT-Macquarie Hirnforschung Laboratory.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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Whole head child MEG | Kanazawa Institute of Technology (Kanazawa) and Yokogawa Electric Corporation (Tokyo) | Model PQ1064R-N2m | ||
Magnetically shielded room | Fujihara Co. Ltd., (Tokyo) | |||
Digitiser | Polhemus (Colchester, VT) | Fastrack | ||
Experimental control software | Neurobehavioral Systems (Albany, CA) | Presentation | ||
Earphones | Etymotic Research Inc. (Elk Grove Village, IL) | ER-30 |