היכרות עם תפקודים קוגניטיביים אצל תינוקות, ילדים & מבוגרים עם ספקטרוסקופית אינפרא אדום הקרוב
Summary
כאן אנו מתארים איסוף נתונים וניתוח נתונים עבור שיטה תפקודית ליד ספקטרוסקופית אינפרא אדום (fNIRS), הדמיה חדשנית ולא פולשנית המוח מערכת המשמשים המוח הקוגניטיביים, בעיקר לומד המוח התפתחות הילד. שיטה זו מספקת תקן אוניברסלי של רכישת נתונים וניתוח חיוני בפרשנות הנתונים הגילוי המדעי.
Abstract
פיצוץ של פונקציונלי הקרוב אינפרא אדום ספקטרוסקופיה (fNIRS) מחקרים חוקרת ההפעלה קליפת המוח ביחס לתהליכים קוגניטיביים גבוהים, כגון 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 שפה, זיכרון 11, ותשומת לב 12 היא מתנהלת מבוגרים מעורבים ברחבי העולם, ילדים ותינוקות 3,4,13,14,15,16,17,18,19 עם קוגניציה אופייניות ולא אופייניות 20,21,22. האתגר העכשווי של שימוש fNIRS עבור המוח הקוגניטיביים היא להשיג ניתוח שיטתי של נתונים כאלה כי הם לפירוש אוניברסלית 23,24,25,26, ובכך עשוי לקדם שאלות מדעיות חשובות בנוגע לארגון פונקציונלי מערכות עצביות הבסיסית קוגניציה גבוהות יותר אנושי.
טכנולוגיות הדמייה קיימים יש רזולוציה בזמן או בחלל או פחות חזקים. Related אירוע הפוטנציאל מגנטו Encephalography (ERP ו MEG) יש פתרון זמני מצוין, בעוד טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים ו תהודה מגנטי תפקודי (PET ו fMRI) יש רזולוציה מרחבית טובה יותר. שימוש בלתי מייננת אורכי הגל של האור בטווח קרוב אינפרא אדום (700-1000 ננומטר), שם oxy-המוגלובין נספג מועדף על ידי 680 ננומטר deoxy-המוגלובין נספג מועדף על ידי 830 ננומטר (למשל, אכן, את אורכי הגל מאוד נכבד Hitachi fNIRS ETG-400 מערכת מאויר כאן), fNIRS הוא גם מתאים מחקרים של הכרה גבוהה כי יש לו גם פתרון זמני טוב (~ 5s) ללא שימוש קרינה ברזולוציה מרחבית טובה (~ 4 ס"מ עומק), וכן לא לדרוש מהמשתתפים להיות במבנה סגור 27,28. המשתתפים בפעילות קליפת המוח ניתן להעריך תוך כדי ישיבה נוחה על כיסא רגיל (מבוגרים, ילדים), או אפילו לשבת על הברכיים של אמא (תינוקות). יש לציין, NIRS הוא נייד ייחודי (בגודל של מחשב שולחני), שקט כמעט, יכולים לסבול תנועה המשתתפים עדין. זה בולט במיוחד למחקר העצבי של השפה האנושית, אשר דווקא הוא בתור אחד מרכיבי המפתח שלה את התנועה של הפה של הפקת דיבור או בידי בשפת הסימנים.
הדרך שבה את התגובה hemodynamic הוא מקומי על ידי מערך של גלאי לייזר emitters. Emitters פולטים אור בעוצמה ידועה בלתי מייננת תוך גלאי לזהות את הסכום מוחזר מפני השטח של קליפת המוח. ביחד קרוב optodes, כך גדל ברזולוציה מרחבית, בעוד מזו optodes, את יותר עומק החדירה. עבור HITACHI fNIRS ETG-4000 מערכת אופטימלית חדירה / ההחלטה מערך optode מוגדר 2cm.
המטרה שלנו היא להוכיח השיטה שלנו של רכישת וניתוח נתונים fNIRS לסייע לתקנן את השדה ולאפשר שונים fNIRS מעבדות ברחבי העולם יש רקע משותף.
Protocol
Discussion
במחקר זה הראינו את השימוש, הרומן הלא פולשנית fNIRS טכנולוגיית דימות מוח כדי לחקור את תפקוד המוח האנושי ביחס קוגניציה התפיסה האנושית. הדמיה fNIRS המוח עשוי לייצג את העתיד של הדמיה לא פולשנית המוח, בעיקר עם אוכלוסיות התינוק והילד, כי אולי יום אחד יהיו זמינים באופן נרחב במעבד…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים LAP (PI):
המכונים הלאומיים לבריאות R21 HD50558, הוענק 2005-07; הלאומי
Institutes of Health R01 HD045822, הוענק 2004-09, דנה קרן גרנט,
הוענק 2004-06; קרן קנדה עבור חדשנות ("CFI" מענק), הוענק
2008-2012: המחקר אונטריו קרן גרנט, העניק 2008-2012.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| ETG-4000 | Hitachi | |||
| Matlab | The Mathworks | Psychology toolbox |
Referências
- 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).
