Yakın Kızılötesi Spektroskopisi ile bebekler, Çocuk ve Yetişkin Bilişsel Fonksiyonları keşfetmek
Summary
Burada Near Infrared Spektroskopisi (fNIRS), bilişsel sinirbilim kullanılan non-invaziv bir roman beyin görüntüleme sistemi, özellikle çocuğun beyin gelişimi eğitim işlevsel bir veri toplama ve analiz yöntemi açıklar. Bu yöntem, veri toplama ve verilerin yorumlanması ve bilimsel keşif için hayati analiz evrensel bir standart sağlar.
Abstract
Fonksiyonel Infrared Spektroskopisi (fNIRS) gibi dil 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, bellek 11 gibi yüksek bilişsel süreçleri ile ilgili kortikal aktivasyon araştıran çalışmalar ve dikkat 12 civarında bir patlama devam içeren dünya çapında yetişkinler, çocuklar ve bebekler 3,4,13,14,15,16,17,18,19 tipik ve atipik biliş 20,21,22. Bilişsel sinirbilim fNIRS kullanarak çağdaş meydan onlar 23,24,25,26 evrensel olarak yorumlanabilir, ve böylece fonksiyonel organizasyon ve insan yüksek biliş altında yatan sinir sistemleri ile ilgili önemli bilimsel soruları önceden bu tür verilerin sistematik analizler elde etmektir.
Mevcut beyin görüntüleme teknolojileri, zamansal ve mekansal çözünürlükte ya da daha az güçlü. , Pozitron Emisyon Tomografi ve fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme (PET ve fMRI) iyi mekansal çözünürlüğe sahip ise Olaylarla İlgili Potansiyeller ve Magneto Ensefalografi (ERP ve MEG), mükemmel zamansal çözünürlüğe sahip. Oksi-hemoglobin tercihen 680 nm ve deoksi-hemoglobin tarafından emilir yakın-kızılötesi aralığı (700-1000 nm), non-iyonize dalga boylarında ışık kullanarak tercihen 830 nm (örneğin, gerçekten, çok dalga boylarını içine kablolu tarafından emilir Burada gösterilen fNIRS Hitachi ETG-400 sistemi) de iyi temporal çözünürlük (~ 5 saniye), radyasyon ve iyi uzaysal çözünürlük (~ 4 cm derinlik) kullanmadan, çünkü, fNIRS yüksek biliş çalışmaları için uygundur katılımcıların kapalı bir yapısı 27,28 olması gerekir. Sıradan bir sandalye (yetişkinler, çocuklar) rahatça oturarak veya hatta anne s tur (bebeklerde) otururken Katılımcılar kortikal aktivite tespit edilebilir. Özellikle, NIRS neredeyse sessiz, (bir masaüstü bilgisayar boyutunda) benzersiz taşınabilir ve katılımcılar ince hareketi tolere edebilir. Bu, mutlaka onun anahtar bileşenleri işaret dili konuşma üretim veya eller ağız hareketi biri olarak insan dili, sinir çalışması için, özellikle göz alıcı.
Hemodinamik yanıt lokalize olduğu yolu lazer üreten ve dedektörleri bir dizi. Dedektörleri geri kortikal yüzeyinden yansıyan miktarını tespit ederken Yayıcılar bilinen bir yoğunluk non-iyonize ışık yayarlar. Optodes birbirine yaklaştırır, daha fazla uzaysal çözünürlüğü daha ayrı optodes ise, daha derin penetrasyon. FNIRS Hitachi ETG-4000 sisteminin optimum penetrasyon / çözünürlük optode dizi 2cm.
Amacımız alanında standartlaştırmak yardımcı olmak ve ortak bir arka plana sahip, dünya çapında farklı fNIRS laboratuvarları etkinleştirmek için fNIRS veri edinme ve analiz yöntemi ortaya koymaktır.
Protocol
Discussion
Bu çalışmada, insan biliş ve algı ile ilgili olarak, insan beyin fonksiyonu araştırmak için bir roman, non-invaziv fNIRS beyin görüntüleme teknolojisi kullanımı gösterdi. fNIRS beyin görüntüleme, özellikle klinisyenlerin temel bilimsel bulguları uygulamak için izin bebek ve çocuk bir gün araştırma laboratuarlarında yaygın olarak bulunabilir popülasyonları, doktor muayenehanesi ve okul sistemleri, non-invaziv beyin görüntüleme geleceği temsil edebilir klinik uygulamada beyin.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma LAP (PI) hibeleri tarafından desteklenen:
Ulusal Sağlık R21 HD50558 Enstitüleri, 2005-07 ödüllendirildi; Ulusal
Sağlık R01 HD045822 Enstitüleri, 2004-09 ödüllendirildi; Dana Vakfı Hibe
Kanada Yenilikçilik Vakfı'nın ("CFI" hibe) ödüllendirildi; 2004-06 ödüllendirildi
2008-2012; Ontario Araştırma Fonu Hibe, 2008-2012 ödüllendirdi.
Materials
| Material Name | Typ | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| ETG-4000 | Hitachi | |||
| Matlab | The Mathworks | Psychology toolbox |
Referenzen
- Quaresima, V. . J. Biomed. Opt. 10, 11012-11012 (2005).
- Watanabe, E. . Neurosci. Lett. 256, 49-52 (1998).
- Kovelman, I. . NeuroImage. 39, 1457-1471 (2008).
- Kovelman, I. . Brain and Language. , (2008).
- Bortfeld, H. . Developmental Neuropsychology. 34, 52-65 (2009).
- Petitto, L. A. . The Cambridge Companion to Chomsky. , (2005).
- Berens, M. S. . , (2009).
- White, K. S. . , (2008).
- Dubins, M. . , (2009).
- Dubins, M. H. . Society for Research in Child Development. , (2009).
- Dubins, M. H. . NeuroImage. , (2009).
- Ehlis, A. C. . J. Biol. Psychol. 69, 315-331 (2005).
- Petitto, L. A., Fischer, K., Battro, A. . The Educated Brain. , (2008).
- Pena, M. . Proc Natl. Acad. Sci. U. S. A.. 100, 11702-11705 (2003).
- Baird, A. A. . NeuroImage. 16, 1120-1125 (2002).
- Taga, G. . Proc. Nat.l Acad. Sci. U. S. A. 100, 10722-10727 (2003).
- Wilcox, T. . Dev. Science. 11, 361-370 (2008).
- Otsuka, Y. . NeuroImage. 34, 399-406 (2007).
- Watanabe, H. . NeuroImage. 43, 346-357 (2008).
- Kameyama, M. . NeuroImage. 29, 172-184 (2006).
- Arai, H. . Brain. Cogn.. 61, 189-194 (2006).
- Grignon, S. . Cognitive and Behavioral Neurology. 21, 41-45 (2008).
- Boas, D. A. . Neuroimage. 23, S275-S288 (2004).
- Aslin, R. N., Mehler, J. . J. of Biomed. Opt.. , 1-3 (2005).
- Plichta, M. M. . NeuroImage. 35, 625-634 (2007).
- Schroeter, M. L. . NeuroImage. 21, 283-290 (2004).
- Jobsis, F. F. . Science. 198, 1264-1267 (1977).
- Villringer, A., Chance, B. . Trends Neurosci. 20, 435-442 (1997).
- Kovelman, I. . Bilingualism: Language & Cognition. 11, 203-223 (2008).
- Jasper, H. . Electroenceph. Clin. Neurophysiol. 10, 370-371 (1958).
- Amaro, E. . Brain Cogn. 60, 220-232 (2006).
