小児脳磁図 (MEG) の中に頭の動きを減らすことによってデータの品質を改善するために設計された子供向け研究プロトコルを紹介します。我々 はメグ環境と家族をよく理解して、子供もまだメグ シミュレータを使用して、リアルタイムの頭の動き検出を用いた残留頭の動き工芸品用に修正する訓練。
脳磁図 (MEG) は、人間の脳の電気的活動によって生成された磁場を直接測定する非侵襲的イメージング手法です。メグは静かで磁気共鳴画像 (MRI) と比較して閉所恐怖症を誘発しにくくします。したがって、幼児の脳機能を調査するための有望なツールです。しかし、子供の頭に添付されない空間固定センサー アレイの要件の結果として起こる頭の動きの遺物、小児集団から MEG データの分析は複雑頻繁。メグのセッション中にヘッドの動きを最小限に抑えることができます特に挑戦的な幼児が多い実験課題の中にまだ残ることができます。プロトコル小児メグの中に頭の動きの人工物を削減を目指してここにスキャン提示。MEG 研究室を訪問する前に家族が MEG システムと単純なアクセス可能な言語の実験の手順を説明するリソースが提供されます。その中に子供研究者とメグ プロシージャの両方を熟知しているメグ習熟セッションが行われます。彼らは、メグ シミュレータ内に横たわっている間にまだ自分の頭を保つために訓練されます。小説メグ環境で安心を感じる子供たちのため、すべての手順は、宇宙ミッションの物語を説明します。落ち着きのなさが原因の頭の動きを最小限に抑えるために子供は訓練を受けているし、楽しさと魅力的な実験パラダイムを用いて評価しました。さらに、子供の残留の頭の動きの工芸品が実時間頭部運動の追跡システムを使用してデータ集録セッション中に補償します。子供向け手順の実装は、データ品質の向上、縦方向の研究の参加者の離職率を最小限に抑え、家族が肯定的な研究経験を持っていることを確保するために重要です。
脳磁図 (MEG) は、脳1,2の電気的活動によって生成された磁場を測定する非侵襲的脳機能イメージング手法です。メグは、優れた時間分解能と信号生体脳源とセンサーの間からスミアの不足のため脳波 (EEG) と比較して優れた空間分解能を提供しています。さらに、メグには、騒音、放射線や電磁界への曝露は伴いません。セットアップ時間は急速、参加者はテスト中の保護者が同伴できます。一緒に取られて、これらの機能は、幼児2の典型的な非定型の脳機能の発達を調査するための有望なツール メグを作る。
MEG による脳の反応を測定するには、研究参加者は、超伝導センサーの固定長配列を住宅ヘルメットに頭を挿入する必要があります。参加者は MEG でまだ頭を続けている記録、センサーに対する頭の位置の変化として両方低下した脳磁場信号の分布と正確な源推定を妨げることが重要です。不正確な源の推定が必然的に電源、機能接続およびネットワーク分析3で不正確な統計的推測に します。
頭の動きを最小限に抑えることができますいくつかの理由のための小児のメグ アセスメント中に特に困難になります。お子様の頭が大人のそれらよりはるかに小さいとヘルメットと子供の頭皮の間増加した領域で制約のない頭の動きは、まず、成人の脳磁計で幼い子供を評価する問題です。第二に、新規のメグ環境 — 大規模なマシンをウィンドウなしの磁気シールド ルーム内部ロック-若い子供のために威圧することができ、頭部運動不安の結果であるかもしれない。第三に、トレーニングなしの子供たちが完全に理解したり、実験の期間で滞在する要件に準拠。最後に、退屈に耐えるに限られた容量を持つ子どもたちがいくつかのメグの実験があまりにも長く、退屈な落ち着きのなさと頭の動きの工芸品で、その結果見つけます。
小児の MEG の研究の頭部運動の長年の課題を取り組むためには、この記事、最新のハードウェアとキット マッコーリー ・脳研究所 (で使用される子供向けメグ プロトコルに実装されている方法論の進歩マッコーリー大学、シドニー、オーストラリア)。この研究室4デュワーは、世界初をインストールすることによって対処されているゆったりした大人サイズ ヘルメットの使用に関連する問題から以前の論文に記載されている全頭型小児 MEG システム特注ヘルメットよりデュワーに収める約 3 〜 6 歳の幼児の頭。この適応は、センサーは、物理的に近い、平均すると、子供の頭皮5,6信号対雑音比を向上します。キット-マッコーリー ・脳研究所が頭の動きの前述の前身を克服するためにいくつかの新しいと小説のプロシージャを開発した最近と、それゆえデータ品質を向上させる。
このプロトコルの手順のすべては、子供の参加者が積極的に「宇宙飛行士宇宙ミッション」に従事する物語を説明します。この物語は、子供の脳磁図研究経験があるだけでなく少ない威圧的、またエキサイティングな保証されます。子供向けメグ プロトコルにこれらの手順を実装することは、データ品質の向上、縦方向の研究の参加者の離職率を最小限に抑えることと家族が研究参加に肯定的な経験を持っていることを確保するために重要です。
近年、脳開発1を支える神経機構を調査するための貴重な非侵襲的イメージング手法としてメグを設置します。ただし、スキャナーで頭の動きは、小児集団を評価するときに特に良質 MEG データの入手に悪名高いバリアをもたらします。この問題を克服するためには、この記事は小児脳磁図研究プロトコル キット マッコーリー ・脳研究所4から前記事で概説した手順に基づいて構築を発表しました。
重要な手順は、(1) MEG システムを説明する子供向け研究資料7を含む習熟リソースからラボを訪問する前に MEG 実験について学べますメグとの子供を提供し、磁気シールド ルーム (MSR)、ストーリー ボードの親や介護者 (補足図 2); の MEG 実験 (補足図 1) とメグ情報シートを完了するための 10 の簡単な手順を概説(2) 習熟セッション、前記子供メグの手順を熟知しているし、メグのシミュレータ; 内に横たわっている間にまだ頭を維持する訓練を受けていますとメグ集録セッションの前(3) 退屈および情動不安のためのヘッドの動きを最小限にパッシブまたは”gamified”の実験パラダイムを使用してください。(4) オンライン データ集録中に継続的な頭部運動追跡して実時間頭部運動 (ReTHM) システム9。MEG データの事前処理時頭部運動の工芸品のオフラインの補正を行うことは、ReTHM から取得したデータを使用できます。
高品質 MEG データの取得は、批判的に新奇メグ環境の容易さで感じ子供によって異なります。この安心感を促進するには、研究者がメグ環境とデータ集録を開始する前に手順で子どもとその家族を習熟に時間を割くことをお勧めします。これは、提供する子供と両親の単純なアクセス可能な言語でメグのプロシージャを説明するメグ リソースを通じて実現できます。さらに、研究者を満たすために、メグのテスト手順を実践データ集録セッション前に MEG の研究室を訪問する家族を招待することができます。メグ シミュレータ訓練を通じて子供たちは暗黙的に MEG で横になっている間にまだ彼らの頭を維持することの重要性を学ぶ。メグの習熟は、研究者と家族の両方がデータ コレクションに追加時間を割く必要がありますが処理、MEG データ品質の向上だけでなく、後続の MEG データを行うことのコストと時間を最小限に抑える利点集録セッションは、間違いなくこの欠点を上回る。さらに、パフォーマンスと習熟セッション中にコンプライアンスは、子、または適していない実際の MEG データ集録セッションに招待することを示すため使用できます。
落ち着きのなさが原因でスキャナー ヘッドの移動を最小化、指示、顕在的注意や積極的な参加を必要としない受動的な実験パラダイムを使用することをお勧めします。たとえば、信頼性の高い誘発反応、聴覚オドボール パラダイム12、という参加者は、受動的サイレント ビデオを楽しまながら聴覚の音のシーケンスに耳を傾けると得られます。あからさまな応答を必要とする研究、研究者は、魅力的なゲーム スタイル パラダイム11に実験的タスクを埋め込むには目指すべきであります。これは協力を向上し、タスク中に落ち着きのなさを最小限に抑えられます。視覚的な実験、メグと互換性のある視線トラッカーの使用は少し付加的な組み立てに時間がかかりますが、子供が視覚刺激の13の位置に釘付けになったことを確保するために必要です。
任意の残留の頭の動きの工芸品は、実時間頭部運動追跡を使用して修正できます。ReTHM から取得したデータのメグの記録ファイルに格納されている方法や頭にセンサーのような方法でデータ集録中に頭の動きを補うためなどのローカリゼーションは最適なソースのために事前運動レベルに復元することができます後続のソース ・ レベル ・ データのために不可欠である再建は、14を分析します。
小児の MEG データの品質を向上させる、縦断研究の参加者の離職率を最小限に抑えるため、家族に包括的な目標での MEG 研究参加の楽しい経験があることを確認しようとするこの議定書の実施典型的な非定型の集団で初期の脳の発達の理解を向上させる。
The authors have nothing to disclose.
この作業によって支えられたオーストラリアの研究評議会は、CE110001021、DP170103148、DP170102407 を付与します。魏彼はマッコーリー大学の研究員によって支えられた (MQRF、アイリス プロジェクト: 9201501199)。ハンナ ・ ラパポートは、オーストラリア政府の研究研修 (RTP)、マッコーリー大学研究優秀奨学金 (MQRES) によって支えられました。ロバート ・ A ・ シーモアは、アストン大学、バーミンガム、イギリス、シドニー、オーストラリア、マッコーリー大学から博士課程奨学金によって支えられました。ポール F. Sowman は、国民の健康および医学研究評議会 (1003760) とオーストラリアの研究評議会 (DE130100868) によって支えられました。著者は、金沢工業大学やキット マッコーリー ・脳研究所を確立する横河電機株式会社とのコラボレーションをご了承ください。
5 marker Coil set | Kanazawa Institute of Technology (KIT) and Yokogawa Electric Corporation, Japan | PQ11MKA | |
Fastrak Digitizer – 3D | Polhemus Cochester, VT, USA | 1A0383-001 | Pen digitizer |
Magnetoencephalography (MEG) | Kanazawa Institute of Technology (KIT) and Yokogawa Electric Corporation, Japan | PQ1160C | |
MEG simulator | Fino, NSW, Australia | ||
MoTrack system | Psychological Software Tools, PA, USA | MTK-09314-1307 | Motion tracking system |
Polyester caps | Speedo | N/A | product code: SPE11733.435 |