脑磁图系统大小为幼儿的出现打开了重要的新机会,以研究大脑发育。新的系统,连同一个协议,将儿童的能力,实验要求,可用于研究在三至六岁的健康,清醒的儿童的认知和语言的过程。
脑磁图是一种技术,检测与皮层的活动[1]相关的磁场。大脑电活动产生电场 – 使用脑电图(EEG) – 和其相应的磁场,可以记录 – 脑磁图检测。 MEG的信号是由专门的传感器被称为超导量子干涉器件(鱿鱼)检测。超导传感器需要冷却的液态氦在-270 ° C。它们都包含在一个vacumm绝缘头盔称为杜瓦,这是充满液体。被放置在固定的位置,在氦冷却剂杜瓦内的头盔,鱿鱼和脑磁图测量主体的头放在头盔杜瓦内。头盔杜瓦的大小必须满足反对约束。显然,它必须足够大,以适应大部分或全部人口将要研究的元首。然而,头盔,还必须足够小,保持最微小的,它们是衡量脑领域范围内的鱿鱼传感器。传统的全头MEG系统的设计,以容纳超过90%的成人头。但是成人的系统并不适合测量脑功能的头半径比成年人更小的数厘米在学前教育chidren。 KIT的麦格理Macquarie大学脑研究实验室使用一个MEG系统自定义大小以适合学龄前儿童元首。这孩子系统有64个一阶轴向梯度计50毫米基线[2],内磁屏蔽室(MSR)与传统的成人大小的MEG系统中[3,4]。主要有三个子女就读定制头盔杜瓦的优势。首先,儿童的头neuromagnetic信号范围半径较小的传感器配置带入鱿鱼传感器。第二,规模较小的头盔让孩子的头完全插入到杜瓦。完全插入是防止成人杜瓦头盔,因为较小的冠,肩儿童的距离。这两个因素是使用的MEG记录大脑活动的基础,因为neuromagnetic信号随距离迅速衰减。三,定制的儿童的头部对称定位头盔艾滋病和限制孩子的头部运动杜瓦内的自由。当一个协议,将数据收集的要求与儿童的动机和行为能力,这些功能大大方便安装,定位,和脑磁图信号的测量。
此协议旨在促进健康和清醒的4岁儿童的认知脑功能的测量。我们使用自定义尺寸的MEG的系统设计,以适应岁儿童学前教育的主管。有了这个系统,一个儿童友好的实验室环境,和适应儿童的能力和动机的协议,我们能够在一个年龄范围,其中有目前非常少的数据来衡量认知脑功能。
配套麦格理系统是第一个完整的头的系统自定义大小与学前教育岁以下的儿童使用。主要有三个子女就读定制头盔杜瓦的优势。首先,儿童小号头neuromagnetic信号范围半径较小的传感器配置带入鱿鱼传感器。第二,规模较小的头盔让孩子的头完全插入到杜瓦。完全插入是防止成人杜瓦头盔,因为较小的冠承担儿童的距离(见图2)。这两个因素是使用的MEG记录大脑活动的基础,因为neuromagnetic信号随距离迅速衰减。三,定制的儿童的头部对称定位头盔艾滋病和限制孩子的头部运动杜瓦内的自由。这些功能大大方便了从儿童的脑磁图信号的设置,定位和测量。
自定义大小的孩子脑磁图系统的问世,是认知神经科学的一个重要进展。替代性脑功能成像技术,聘请放射性药物或强磁场可能不适合年纪较小的儿童的日常使用。由于MEG的是一个完全被动的测量技术,有发展组织无法想象的风险。目前还很少的MEG的健康学龄前儿童岁以下儿童的数据,因为传统的成人MEG系统不太适合与儿童使用。儿童脑磁图系统将让我们研究大脑功能的大脑活动的一个戏剧性的结构正在发生的年龄,认知功能正常和病理发展提供了新的见解。
这项工作是由澳大利亚研究理事会联动基础设施设备和设施格兰特LEO668421和澳大利亚研究理事会联系项目的批准LP0669471的支持。作者非常感谢金泽研究所的技术和横河电机株式会社合作,在建立KIT的麦格理脑研究实验室。
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 |