대상 - 응답 작업하는 동안 이벤트 관련 전위를 일방적 뇌성 마비 아동의 상지 사용의인지 과정을 연구하기 위해
Summary
Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.
Abstract
일방적 인 뇌성 마비 (CP)는 어린 시절 장애의 아주 일반적인 원인이다 신경 발달 장애이다. 그것은 자주 상지에 지배되는 일방적 인 모터의 손상을 특징으로한다. 상지의 영향을 저감 운동 능력에 더하여, 일방적 CP 여러 요소들은 그 사지의 움직임 잔존 용량의 감소에 대한 인식을 나타낸다. 영향을받는 상지의 보존 능력을 무시하는이 현상은 정기적으로 발달 무시 (DD)라고합니다. 다른 이론은 DD, 치료를위한 각각의 제안 약간 다른 지침을 설명하는 가정하고있다. 그럼에도 불구하고, 추가로 일방적 인 CP와 어린이 DD에 기여할 수있는인지 과정을 직접 연구 한 적이있다. 현재의 프로토콜은와 DD없이 일방적 CP와 어린이 상지 제어에 관여하는인지 적 측면을 연구하기 위해 개발되었다. 이는 이벤트 관련 P를 기록함으로써 이루어졌다손 운동 응답을 요청 대상 – 응답 작업하는 동안 지속적인 뇌파에서 추출 otentials (ERPS). ERPS 그들 각각은 잘 정의 된 프로세스인지와 관련된 여러 가지 구성 요소로 이루어져있다 (예., 이른 주목 프로세스와 N1,인지 컨트롤 N2 및인지 부하 정신적 노력 P3). 그것의 우수한 시간 해상도에, ERP 기술은 명백한 모터 반응을 선행하는 몇 가지 비밀인지 과정을 연구 할 수있어 DD의 현상에 기여할 수있는인지 과정에 대한 통찰력을 할 수 있습니다. 이 프로토콜을 사용하면 기존의 행동 연구에 대한 설명의 새로운 수준을 추가하고 아동의 발달 운동 제한의인지 적 측면에 대한 연구의 폭 넓은 구현에 새로운 길을 엽니 다.
Introduction
뇌성 마비 (CP)는 현상 태아 또는 신생아의 뇌 (1)에 장해가 발생하는 움직임과 자세 신경 발달 장애와 관련된 질환의 그룹으로 정의된다. 이러한 손상은 비 진보적 비록, 그들은 평생 장애 1, 2와 연결되어 있습니다. CP의 가장 일반적인 서브 타입 중 하나는 모든 경우에 (3)의 1/3 이상을 차지 일방적 CP이다. 그것은 자주 더 눈에 띄는 상지 1,3에 몸의 한쪽면에 뚜렷한 모터 적자에 의해 특징입니다. 다음 영향 상지의 움직임이 감소 용량 일방적 CP 여러 아이들도 저절로 일상 4-8 그들의 영향 손의 잔존 용량을 사용하지 못할 것으로 보인다. 일방적 인 CP의 영향을받는 상지의 남은 용량이 무시 자주으로 발달 무시 (DD) 4-11 언급하고있다.
콘텐츠 "> 외에도 행동 보강 이론 4에 기반 DD의 전통적인 설명에서, 더 최근의 연구는 DD 5,9-11을 이해인지 요인의 중요성을 강조하고있다. 이러한 이론이 아이디어를 기반으로하는 소아 특정 모터 결손 일방적 CP 실제로 오히려 이동 제한 자체보다, 성공적인 목표 지향적 모터의 동작에 필요한 기능 장애인지 과정에 의해 발생합니다.이 점에서 DD는 뇌졸중 후 모터 태만의 현상과 비교 된, visuo-공간주의를 제안 결손 9, 11, 12,., 대안 적으로, 이것은 중요한 발달 기간 동안 영향을받은 손의 사용의 부족은 단지 모터 개발에 영향을주지 않는 것으로 제안되어 있으며, 또한, 모터의 동작 (5)에 관련된인지 과정의 지연과 연관된 10.DD는 널리 문헌에 기재되어 있지만,다른 이론은 직접 일방적 CP에서 연구 된 적이없는 목표 지향적 모터 동작에 관련된 변경인지 과정 5,9-11, 이러한인지 과정의 가능한 기여를 강조했다. 현재의 프로토콜은 일방적 인 CP와 어린이 상지 제어와 관련된인지 적 측면을 평가하기 위해 개발되었다. 프로토콜은 수동 – 응답 목표 작업 동안 지속적인 EEG에서 추출한 이벤트 관련 뇌 전위 (ERPS)의 사용을 설명한다.
ERPS는 명백한 응답에 관한 별개의 처리 단계에 고정 시간이다 신경 반응을 측정 할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 즉, 그들은 그러한 응답 선택, 반응 준비 및 응답 억제 처리와 목표 지향의 모터 응답에 관련된 다른인지 과정을 연구 할 수있다. 또한, ERPS는 그들 각각 (다른인지 과정과 관련된 예., 여러 구성 요소로 구성되어, 초기 attentio와 N1n 개의 프로세스,인지 제어 N2과인지 부하와 정신의 노력으로 P3). 마찬가지로, 간단한 설명서 대상 – 응답 작업 중에 ERPS를 사용하여 우리가 직접와 DD없이 일방적 CP와 어린이 상지 제어의 다른 처리 단계와 관련된 다른인지 과정을 연구 할 수 있습니다.
Protocol
이 실험 설계를 사용하여 다른 실험에 대한 승인 (등록 번호 Radboud 대학 네이 메헨에서 사회 과학 학부 (ECSW)의 로컬 윤리위원회에서뿐만 아니라 지역 의료 연구 윤리위원회, CMO 아른헴 – 네이 메헨 얻었다 : 2012 / 049, NL NR : 39607.091.12). 1. 참가자 만 의료 전문가 (즉, 신경과, 소아과 의사)에 의해 진단으로 일방적 CP 진단을 어린이를 포함한다. 주 :인지 측면을 기초 상지 모터 제어를 평가하기위한 프로토콜은 ERP 일방적 CP 소아를 위해 개발 되었으나,이 그룹에만 한정되지 않는다. 만 10, 11 세 이상 5 세 아동은 다음과 같습니다. 참고 : 어린 아이들은 전체 절차를 수행하는 동안 작업에주의를 지불하지 못할 수 있습니다. 심각한 시각 및 청각 장애가있는 아이들을 제외합니다. 노트: 그것은 그들이 작업을 수행 할 수있는 시각 장애없이 참여 어린이에 비해 응답 속도 나 정확성에 대한 차이를 표시하지 않는 경우에만 약간의 시각 및 청각 장애를 가지고 아이들을 포함하는 것이 좋습니다. 그러나, 가능한 장애는 이후에보고 지정된 아마도 최종 분석에 대해 제어 될 필요가있다. 마지막으로 인해 가능인지 장애 및 / 또는 행동 장애에 작업을 준수 할 수없는 아이들을 제외 할 수 있습니다. 뇌파 측정에 앞서, 숙련 된 작업 치료사가 및 / 또는 물리 치료사는 영향을받는 손 (13)의 수동 기능 (MACS)뿐만 아니라 DD의 존재 가능성에 대한 아이들을 평가. 이상적인 조건 (용량) 14, 15에서 손 / 팔 기술의 품질에 자발적인 일상 활동 (성능) 동안 영향을받는 손과 팔의 사용의 일반적인 양을 비교하는 지수를 계산, DD를 평가하기 위해 </> SUP. 그래서 손 용량과 손 성능 (16)을 평가하기위한 유효하고 신뢰할 수있는 테스트를 사용하여 수행합니다. 권장 사항 : 이전에 바람직하게 사용 된 사용 지수는 14, 15을 검증. 이 작업의 심리 측정 14 게시 된로 DD를 결정하는 VOAA-DDD-R의 사용은 매우 좋습니다. 수동 기능뿐만 아니라 DD는 시간이 지남에 따라 변경 될 수 있습니다 (예. 때문에 치료 결과를) 때문에, 직전 또는 (바람직하게는 같은 주 이내) 뇌파 측정 한 후이 평가를 예약합니다. 또한, 어린이의 인구 통계 학적 데이터를 수집 (예., 나이, 성별, 약물 치료와 발작 역사) 계정에 이러한 변수를 가지고 할 수있는 (예., 그룹 일치 또는 결과를 해석 할 때). 2. 비주얼 대상 – 응답 작업 개발 컴퓨터 시각 목표 응답 작업 스크립트를 작성합니다. 보충 코드를 참조하십시오예를 들어 스크립트 파일. 컴퓨터 화면에 시각적 자극을 제시하기 위해, 자극이 제시 될 때마다 뇌파 신호 시간 고정 마커를 보낼 수있을만큼 정확한 시간을 자극 전달 및 실험 제어 프로그램을 사용합니다. 답변을 등록 할 경우, 시간이 정확 (1 밀리 초) 버튼 누름을 등록하고 뇌파를 컴퓨터에 관련 자극 마커를 제공하는 장치를 사용 (재료의 표 참조). 시각적 자극은 (색깔, 모양, 크기에 따라 예를 들어,.,) 구분하기 쉽게 인식 할 (예 모양 또는 단순 개체) 및 쉬운 흰색 배경에 제시 명확한 형태를 사용하십시오. 대신 사진 같은 복잡한 자극의 간단한 그래픽 디자인은 좋습니다. 어린이를위한 ERP 실험을 설계하는 아래의 권장 사항을 따르십시오. 참고 : 어린이를위한 ERP 실험을 설계하는 것은 종종 도전, 아이들이 긴 반복적 인 실험을 준수 할 수있는 제한된 용량을 가질 수 있기 때문이다. 충분히 크고 현재의 자극에 쉽게 아이 (: 7 × 7cm 권장 크기)에 의해 인식된다. 어린이가 작업 (예를 들어, 웃는의). 아이들의 관심을 유지하기 위해 또한, 바람직하게는 1 표시 간단한 손의 움직임 동안 다른인지 과정을 연구하기 위해 어린 아이에서 사용할 수있는 실험 프로토콜도 매력적이다 자극을 사용합니다. 왼쪽 운동 개시 대 권리를 명확하게 다른 자극을 포함해야합니다. 이 영향을받는 일방적 CP와 어린이에 덜 영향을받는 손 모두의 움직임에 관여하는 별개의 처리 단계를 비교하실 수 있습니다. 이 피험자 내 설계가 자신의 제어 참가자의 역할을하는 자녀를 참여 허용 (덜 영향을받는 손 대 영향). 추천 : 왼쪽 또는 각각 왼쪽 또는 오른쪽 손의 움직임을 유도 화면의 오른쪽에 존재하는 자극. 공동자극 재화에 대한 ntrol은, 화면의 다른 측면에 대한 배경-자극을 포함한다. 덜 영향을받는 측면으로 영향을받는에 자극의 동일한 금액을 제시. 이벤트 관련 전위 (11)의 평균을 허용하도록 자극 카테고리 당 20 반복의 최소 사용합니다. 그러나, 아이들이 긴 작업 과정에 참여하지 못할 수로 실험의 길이가 10 분을 초과하지 않는 것을 보장한다. 4.5 10 분 10,11,17,18 사이의 CP 보고서 프로토콜과 어린이 이전의 ERP 연구. 이상 프로토콜이 사용되는 경우, 아이가 10 분 후 휴식을 취하고 그 후 계속해서 허용한다. 실질적인 이동 제한도 아이들이 쉽게 응답 할 수 있는지 확인하기 위해 매우 낮은 응답 힘 요구 사항 : (5.5 cm : 직경 높이 9.5 cm 권장) 제시된 자극에 대한 반응을 기록하는 경우, 두 개의 큰 응답 버튼을 제공합니다. ADAP관심의인지 과정을 측정하고 데이터의 가능한 대안 설명을 배제하기 위해 연구 패러다임을 t. 실험 설계의 예 : 이동 / 노고 작업 큐 상태 (그림 1) 큐 이동 / 노고 작업이 응답 선택, 응답 준비뿐만 아니라, 반응 억제, 시각적 자극의 존재 네 가지 유형의 연구하려면 : 왼쪽에 대한 (시각적 자극 처리의 기준 척도로 구현) 배경-자극, 큐 – 자극과 좌측 및 우측 용 (자극 선택 과정을 연구하기 위해 구현 된) 우측, 이동은 / 타겟 자극 좌측 및 우측과 노고 자극 (대응 준비 과정을 연구하기 위해 시행) (반응 억제 방법을 연구하도록 구현 ). 권장 사항 : 현재 배경 – 1000 밀리 초에 대한 큐 – 자극. 응답 할 때까지 현재의 목표 자극한다. 1,500 밀리 초에 대한 현재의 노고 자극. cue- 및 대상 / 노고 사이의 상호 자극 간격 (ISI)를 유지-stimuli 고정 (권장 : 1,000 밀리 초). 각각의 올바른 응답 다음 목표 후 ISI를 유지하거나 임의 자극을 이동 (권장 : 1,000-1,500 밀리 초 사이). 동일 확률하게 혼동 별난 활동, 본 target- 노고 및 자극을 피하기 위해. 참고 :이 패러다임 노고 자극 (19)에 대한 억제 효과를 감소하지만,이 target-과 노고 자극 모두에 의해 유발 ERPS의보다 직접적인 비교를 할 수 있습니다. 목표 자극 또는 노고 자극에 대한 올바른 억제 응답에 각 정답 후에 의견을 동기 부여의 형태를 제시 (예., 짧은 웃음 소리). 3. 데이터 수집 시스템 참고 : 아이들과 측정을위한 모바일 뇌파 연구소가 좋습니다. 모바일 연구소는 아이 (예., 학교, 재활 센터, 가정)에 익숙한 환경에서 연구를 수행 허용한다.모바일 뇌파 설정을 사용할 수없는 경우, 아이가 시험 환경에 익숙해 있는지 확인합니다. 뇌파 준비하는 동안은 아이에 대한 몇 가지주의 산만 / 오락을하는 것이 좋습니다 (예., 영화를보고). 두 대의 컴퓨터를 사용하여 자극을 제시 하나와 두 번째 컴퓨터는 기록하고 뇌파를 디지털화 할 수 있습니다. 어떤 종류의 이벤트 (예 :., 자극, 응답)가 발생할 때마다 해당 이벤트 코드가 뇌파 디지털화 컴퓨터로 전송 될 수 있도록 컴퓨터를 연결합니다. 전극 증폭기 시스템을 선택할 때, 신호 대 잡음비를 감소시키는 활성 전극 계 (추천)를 사용한다. 주 : 증폭의 제 1 단계는, 따라서 노이즈 신호의 간섭 영향을 최소화, 전극의 위치에서 실시되기 때문에 활성화 전극은, 신호 대 잡음비를 향상시킨다. 이 활성 전극 시스템의 큰 장점은 전기적으로 절연 챔버가 허용 뇌파 기록하는 동안 필요하지 않다는 것이다거의 모든 환경에서 측정한다. 심지어 활성 전극 시스템과, 전기 또는 기계 장치에 가까운 측정 않도록주의하십시오. 연구 문제 및 연구 대상에 따라 전극의 수를 선택합니다. 32 채널 전극 계 (함께 32 채널 EEG 증폭기) 아이 상지에서의 다른 제어 처리 단계와 관련된 대부분의인지 과정을 연구하는데 충분하다. 4. 전기 생리 녹음 기준 전극의 임피던스를 감소시키기 위해 배치된다 위치에서 피부 세정 시작 (권장 사항 : 위 왼쪽 유양동 뼈에 기준 전극과 적합한 유양동 뼈에 다른 활성 전극 오프라인 다시 참조 링크 mastoids)이다. 부드럽게 죽은 피부 세포를 제거하고 오일성 서브 제거 알코올로 청소하는 스크럽 크림을 도포하여 기준 전극 배치에 피부를 깨끗하게자세. 또한, 이마와 EOG (전기 oculogram) 전극 (단계 4.6 EOG 녹음에 대한 자세한 내용)에 대한 눈을 둘러싸고있는 피부를 청소합니다. 얼굴을 이동할 때주의해야합니다, 여기에 피부는 매우 민감 할 수있다. 참가자 머리에 모자를 착용하기 전에, 캡의 크기를 결정하는 머리 둘레를 측정한다. 원주를 확인하려면, 그냥 귀 위에 머리의 가장 넓은 부분 주위에 측정 테이프를 배치합니다. 해당 크기의 캡을 적용하고 올바른 위치에 있는지 확인합니다. 이렇게하려면 Inion 사이의 거리를 측정 (두개골 뒤쪽 후두부 뼈의 일부를 팽) 및 Nasion (코 위쪽 이마의 능선을 충족 포인트) 및 좌우 간 청각 톱니 사이 . 이 거리의 정확히 50 % Cz에 전극을 배치합니다. 캡을 사용 뛰면 Cz를 올바르게 모든 다른 EL 중앙 정점 위에 위치한다면ectrodes 자동 10-20 국제 시스템 (20)에있어서 기준 위치에 배치된다. 캡과 전극 상에 숫자를 사용하여 10-20 국제 시스템 (20)에 따른 전극을 배치. 다섯 중간 선 사이트 (FZ, FCZ, CZ, 년 Pz 오즈) 및 (24) 측 사이트 (FP1 / 2, F7 / 8, F3 / 4, FC5 / 6, FC1 / 2, C3 / 4, CP5 / 6시에 전극을 찾습니다, CP1 / 2, P7 / 8, P3 / 4, T7 / 8, O1 / 2) 오프라인 데이터 처리 (도 2 참조) 중 관심 ERP 컴포넌트의 공간적 최대치를 찾기위한 두피 분포의 추정을 허용한다. 기준 전극은 좌측 유양동 뼈에 배치되는 경우, 연결된 기준 기록에 적합한 뼈 유양동에 하나 이상의 전극을 배치했다. AFZ (전극 배치의 개략적 인 그림 2 참조)에 접지 전극을 배치합니다. 전극을 통해 무딘 바늘을 삽입하여 전도성 젤 전극을 입력합니다. 티그는 젤은 피부 접촉을 극대화하고 전극의 전성 확장 역할을합니다. 임피던스를 낮추기 위해, 부드럽게 전극 피부를 연마. 젤 따라서 신호를 왜곡, 인접 전극의 젤과 접촉 얻을 수 있습니다 너무 많은 전도성 젤을 적용하지 않도록주의. 오프라인 데이터를 처리하는 동안 안구 운동의 뇌파 신호를 해결하기 EOG를 공동 등록합니다. 주 : 특히 어린이와 만 지시를 통해 안구 운동 아티팩트를 방지하는 것은 곤란하다. 따라서 높은 이들 참가자 추천 눈에 의해 생성 된 전기 활동에 계속해서 올바른이 EOG 신호를 공동 등록. 이 목적을 위해, 어린이의 눈 주위 EOG 전극을 배치했다. 아이들의 피부가 매우 민감하기 때문에, 네 EOG 전극의 배치를 피하려고. 대신에, 캔 외측에 오른쪽 눈 아래 활성화 전극들 중 하나와 하나를 사용하여 두 자리 EOG 전극따라서 오른쪽 눈의. 오프라인 데이터 프로세싱 동안 안구 보정을 적용 할 때, EOG 기록 용 기준 전극으로서 F7 및 FP2 전극을 사용한다. 전극을 부착하면서 임피던스 측정기를 사용하여 20 kΩ의 아래에 전극 임피던스를 유지한다. 주 : 내장 함수로이이 증폭 시스템을 사용하는 것이 좋습니다. 디지털화하여 제조업체의 지시에 따라 EEG 신호를 기록하기 위해 디지털화 소프트웨어를 사용한다. 녹화를 위해 다음과 같은 권장 설정을 사용 : 0.016과 250 Hz의 사이에 1,000 샘플 / 초 온라인 필터에 디지털화. 뇌파 기록 중에 5. 실행 목표 응답 작업 아이의 앞에 노트북이나 컴퓨터 화면을 약 40cm를 놓습니다. 노트북 키보드, 오른쪽에 하나는 왼쪽에 하나의 옆에있는 두 개의 빨간 버튼을 찾습니다. POSS를 미연에 방지하기 위해 30cm에있는 버튼 사이의 거리를 유지잘못된 손이 버튼을 눌러 사용 ibility. 약간 테이블에 휴식 팔꿈치와 두 개의 빨간 버튼 위에 아이의 손을 찾습니다. (오른쪽 자극 프레 젠 테이션, 왼쪽 자극 프레젠테이션 왼쪽 버튼 오른쪽 버튼) 목표 자극의 측면에있는 빨간 버튼을 눌러 목표 자극에 가능한 한 빨리 응답하는 아이를 지시한다. 노고 자극이 포함되면, 노고 자극이 제시 될 때마다 자신의 응답을 억제하는 지시 아이. 짧은 시험 세션을 실시한다. 실험에 사용되는 모든 자극이 시험 세션 동안 한 번 이상 나타납니다 있는지 확인합니다. 그러나, 프로토콜의 뒷부분에 피로를 유발 방지하기 위해 가능한 (불필요한 반복없이 약 1 분)만큼 짧은이 시험 세션을 유지합니다. 6. 오프라인 데이터 처리 행동 데이터 처리 행동 변수를 정의합니다 (예를 들어, 오류, REACEEG 데이터를 처리하기 전에 기 시간). 이 ERP 데이터 (정답만을 시험 평균화 ERPS 사용되는 예) 행동 데이터에 대응하는 것이 중요하다. 권장 사항 : 목표 자극 다음 (. 2000 밀리 초 내에 cue-과 노고 자극에 다음과 같은 예를 들어, 응답) 거짓 안타 오류, 누락 정의하지 않습니다 (권장 : 더 2,000 밀리 초 이내에 응답)을 누르면뿐만 아니라 잘못된 응답 (잘못된 버튼을 누르거나 두 버튼을 동시에). 연구 문제에 따라, 연구자들은 RT 및 ERP 데이터에 이러한 오류를 제외 할 수 있습니다. ERP 분석에 대한 전기 생리 데이터 처리 (권장 단계) 주 : 특정 연구 회답 목표 데이터 분석에 적합한 데이터 분석 시스템을 선택한다. 다른 시스템 (예., ERP 주파수 분석 대 분석) 목적을 분석하여 다른에 더 적합하다. 이는 독립적으로 가능LY 프로그램이 소프트웨어뿐만 아니라 상업적 EEG 분석 시스템을 사용. 아래 지침은 BrainVision 분석기 다릅니다. 사용 BrainVision 분석기는 ERP 데이터를 분석하는 하나의 많은 가능한 옵션 중입니다. 연결된 기준 기록 (기준 전극은 유양 돌기 뼈 중 하나와 다른 유양동 뼈에 위치하는 다른 활성 전극 상에 배치 된) 선택된 경우 다시 참조 mastoids에 연결된 모든 전극의 EEG 신호. 새로운 기준 채널로 오른쪽 유양 돌기 뼈에 배치 된 채널을 선택하고 새로운 기준의 계산에 암시 적 기준 포함 (변환 -> 채널 전처리 -> 새 참조). 수직 및 수평 EOG 채널 (예., 그라 톤 & 콜스 21)로부터 기록 된 신호를 이용하여 안구 보정을 적용한다. 두 EOG 채널이 사용된다면, EOG 채널들에 대한 기준 전극 (F7로 변환하고 FP2 전극을 사용 -> OculAR 보정). 적절한 필터를 적용 (변환 -> 데이터 필터링 -> IIR 필터). 어린이에 기록 ERPS 대 0.5 Hz의 40 Hz의 컷오프를 초과하지 않는 저역 통과 필터와 고역 통과 필터를 사용하는 것이 권장된다. 세그먼트 다른 마커의 위치를 기반으로 동일한 세그먼트 시대에 다른 자극에 관련된 신호 (변환 -> 세그먼트 분석 기능 -> 분할 -> 마커 위치를 기반으로 새로운 세그먼트를 작성합니다). 시각적 자극의 제시 다음 ERPS가 자극 후 최소 750 밀리 초까지 이전의 자극에 250 밀리 초에서 세그먼트를 사용하십시오 (권장). 또한, 부울 선택에 의해 잘못된 시험 (거짓 히트 및 누락)의 신 (新) 시대를 제외합니다. 신호 감도를 수정하기 위해 신호를 Detrend (변환 -> 세그먼트 분석 기능 -> DC Detrend). 모터의 각 세그먼트를 선별 이슈 거부 적용안구 높은 주파수 근육 활동 등의 유물과 150 μV ± 초과 유물을 포함하는 세그먼트를 제거합니다. 권장 사항 : (> 반자동 세그먼트 선택 – -> 이슈 거부 변환)을 제거 어떤 데이터에 더 많은 통찰력을 가지고 반자동 모드를 사용합니다. 적절한베이스 라인 보정을 적용 (변환 -> 세그먼트 분석 기능 -> 기준 수정). 권장 사항 : 시각적 자극의 프레 젠 테이션을 다음 ERPS은 자극의 제시까지 -250 밀리 초에서베이스 라인 보정을 사용합니다. (덜 영향을받는 대 영향) 자극의 종류와 손 (-> 세그먼트 분석 기능 -> 평균 변환) 당 세그먼트 평균. 마지막으로, 수출은 관심의 여러 봉우리에 대한 (-> 지역 정보 내보내기) 진폭을 의미한다. 권장 사항 : 블라인드 득점을 허용 고정 대기 시간 창에서 평균 값을 정의합니다. 위한 적절한 대기 시간 윈도우를 결정하려면연구 그룹은 모든 어린이의 웅대 한 평균 ERPS에 대한 관심의 피크의 최대 값을 찾아 전에 피크 후이 값의 50 %에 도달 창을 정의합니다. 모든 개별 참가자 (22)이 구성 요소 윈도우의 평균 값을 내보내려면이 창을 사용합니다. 추천 : 현재 연구 프로토콜 정보 처리 및인지 능력의 차이를 연구에 지시 된 바와 같이, 중간 선에서 데이터 전극을 포함한다. 정보 처리 및인지 능력의 차이를 반영하는 내인성 성분으로 인해 신호의 대폭적인 활성 및 도말 두피에 명확하게 보이는 지형 및 정점 통해 식별된다. 참고 :이 프로토콜을 사용하여 이전의 연구에서, FZ, FCZ 및 Cz에 전극의 데이터는 데이터에 사용되었다가 10, 11를 분석합니다.
Representative Results
설명 프로토콜은 일방적 인 뇌성 마비 (CP) 10, 11와 아동의 발달 무시 (DD)의 현상에 기여하는 기본인지 적 요인을 연구 그 이전에 발행 된 연구에 사용되어왔다. 약간 다른 두 프로토콜은 표적을 향해 목표 지향적 손 반응에 관여하는 다른인지 과정을 풀리게 이들 공보에서 사용되어왔다. 두 기사의 그룹 (DD와 noDD) 사이의인지 과정에서 유의 한 차이는 중간 선 전극 (FZ, FCZ, CZ)에 프리젠 테이션 자극 대상에 반응에서 발견되었다. 와 DD없이 일방적 CP와 어린이 (그림 1과 같이 이동 / 노고 작업에서 도출) 대표 결과 따라서 목표 자극에 의해 유도 이벤트 관련 뇌 전위 (ERPS)를 보여줍니다. 제시된 수치는 5와 11 세 사이의 일방적 인 CP 24 어린이의 녹음을 기반으로합니다. 그림 3의 ERP 구성 요소 그림에 제시된 (시각 목표 자극에 반응하여 일방적 CP 24 어린이의 그랜드 평균 ERPS을 보여줍니다. 시험 참가자에 걸쳐 평균화하는 것은 긍정적이고 부정적인 편향의 시리즈로 구성되어 ERP 파형을 생성 1). 그림 3a는 다른 전위의 상세도에 대한 FCZ 전극 위치의 그랜드 평균 ERPS을 보여줍니다. 그것은 영향을받는 측면 (AS)와 덜 영향을받는 측면 (LAS)에 자극 프레 젠 테이션에 대해 별도의 잠재력을 보여줍니다. 그림 3b는 potentialsacross 두피의 표현을 보여줍니다. 그랜드 평균 ERPS 영향을받는 (AS)와 덜 영향을받는 측면 (LAS), 평균 반응이 양측에 제시 자극에 보여줍니다. 도 3a 및도 3b에 도시 된 그랜드 – 평균은 분명 N1 및 P2 성분을 함유한다. 대신 고전 P3의, 위도전자 지연 부정적인 요소 (NC)의 목표 자극 다음 전두 – 중앙 두피 위치에서 관찰된다. 아이들이 전두 – 중앙 음의 성인 (20)의 고전 P3 파에 필적하는 것으로 이전에보고 된 반복 일방적 CP 10, 11과 어린이 대상 – 응답 작업에서 관찰되었다. 그림 4는 4A 그림.와 DD없이 일방적 CP와 자녀 사이의 ERPS에서 그룹의 차이를 보여 별도로 두 그룹 (DD와 noDD) 및 각면 (영향을 덜 영향을받는 측면)에 대한 그랜드 평균 ERPS를 보여줍니다. 두 그룹 모두에 대해 N1 및 P2 성분뿐만 아니라 음의 늦은 지연 요소를 관찰 할 수있다. 그러나, P3 도메인에서 음의 웨이브 DD 군 (p <0.05)에서 현저히 더 크다. 또한, N1 성분의 진폭 사이의 유의 한 차이는 그룹간에 관찰 될 수있다. 통계에 대한고정 대기 시간 창 내에서 평균 값을 분석 하였다 분석한다. 도 4b에 도시 된 바와 같이 큰 차이를 묘사하는, 막대 그래프가 자주 사용된다. 두 그룹 간의 차이를 해석하기 위해, 특정 동작에 대한 각각의인지 ERP 성분을 풍부 관한 문헌이있다. 현저한 군 차이가 발견 될 때마다 기존 문헌 것은 이러한 차이의 의미의 적절한 해석을 위해 사용되어야한다. 이러한 대표적인 결과의 결과는 연구 문제에 관한 해석 된 방법 해당 출판물 (10, 11)에 설명되어 있습니다. ERP 녹음로부터 유도 된 데이터에 부가하여, 상이한 타겟 응답 태스크는 추가적인 분석을 위해 사용할 수있는 행동 데이터를 생성한다. 목표 stimu 다음 반응 시간 (버튼 누름에 대상 프레젠테이션 시간) 및 오류 (예 :., 누락리튬)은 별도의 추가적인 종속 변수로서 사용될 수있다. 도 5에 도시 된 바와 같이 일방적 인 CP (덜 영향 대 영향) 양손 간의 반응 시간의 차이와 어린이 연구 경우는 10, 11을 기대할 수있다. 그러나, ERPS에 차이가 관찰된다하더라도, 행동 측정 보여줄 가능성이있다 군 (10) 사이에 차이가 없습니다. 별도의 치수로, 반응 시간 및 오류 점수를 사용하는 또 다른 가능성은 역 효율 스코어 (IES)를 계산하여 결합 점수를 사용하는 것이다. IES는 23 밀리 세컨드로 표현 정답의 비율로 나눈 평균 반응 시간에 의해 결정된다. 이 방법은 낮은 (<10 %) 오류율 2 3 작업에서 특히 유용 할 것으로 생각된다. 현재의 프로토콜이 매우 쉬운 타겟 응답 절차를 알 수 있듯이, 낮은 오류율이 예상되고 문서왔다이전에 게시 된 작업 10, 11에 에디션. 대상 – 응답 작업의 그림 1 예는 다양한 연령대에 적합한 실험. 예를 들어 흰색 배경에 대해 제시 웃는 그림 쌍의 시각적 자극으로 구성되어 있습니다. 시험의 두 가지 종류가 표시됩니다 : 목표 시험을 오른쪽 (오른쪽)의 오른쪽 (왼쪽)와 노고 시험을 위해. 두 시험은 배경 -과 cue- 자극을 포함한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. 국제 10-20 시스템을 기반으로 전극 배치 그림 2. 회로도. 흰색 전극을 적용 placemen을 나타냅니다EOG 측정에 사용 연결된 유양동 기준 위치와 활성화 전극 (32)과 두 개의 활성 전극 t. 오렌지 전극은 기준 전극을 나타낸다. 회색 전극이 접지 전극을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. 목표 자극 다음 그림 3. 대표 그랜드 평균 ERPS.-자극을 대상으로 잠겨 일방적 CP 시간 24 어린이의 그랜드 평균 ERP 파형. (A) FCZ 전극 위치에서 그랜드 평균 ERPS. 연속 선은 덜 영향을받는 측면 (LAS)에 ERPS 다음 목표 자극 프레 젠 테이션을 나타냅니다. 점선은 영향을받는 측면 (AS)에 대한 목표 자극 프리젠 테이션 다음 ERPS을 나타냅니다. 시간 창은 아칸소운드, 관심의 다른 구성 요소의 최대 값은 (N1은, P2, P3 및 / NC)이 강조 표시됩니다. (B) 두피에 걸쳐 그랜드 평균 ERPS의 표현입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. 두 그룹 사이의 차이를 표시하는 목표 자극 다음 그림 4. 대표 그랜드 평균 ERPS. (A) 그림 3에 제시된 바와 같이 일방적 인 CP와 동일 (24) 어린이의 그랜드 평균 ERP 파형, 시간이-자극을 대상으로 잠겨 있습니다. 열두 아이들은 DD를 가진 것으로 분류되었다. 파란색 선은 DD없이 일방적 CP와 어린이의 ERPS 대표 (; N = 12 noDD을). 오렌지 라인은 DD와 어린이를위한 ERPS을 나타냅니다 (; N = 12 DD). 연속 선 대표덜 영향을받는 측면 (LAS)에 ERPS 다음 목표 자극 프레 젠 테이션. 점선은 영향을받는 측면 (AS)에 대한 목표 자극 프리젠 테이션 다음 ERPS을 나타냅니다. 관심의 다른 구성 요소의 최대 주위에 시간 창 (N1은, P2, P3 및 / NC)이 강조 표시됩니다. (B) P3 / NC 진폭이 목표 자극을 위해도 3a에 도시 된 바와 같이, (SEM μV는 평균 ±). 파란색 막대는 DD없이 어린이를위한 P3 / NC 진폭의 평균 값을 나타냅니다. 오렌지 바는 DD와 어린이를위한 P3 / NC 진폭의 평균 값을 나타냅니다. 맑은 바는 덜 영향을받는 측면 (LAS)의 결과를 나타냅니다. 줄무늬 막대 영향 측 (AS)의 결과를 나타낸다. 별표는 P3 / NC 진폭에 관한 두 그룹 사이에 유의 한 (P <0.05) 차이를 나타냅니다. 이 F의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오igure. 영향을 덜 영향을받는 손의 차이를 표시하는 그림 5. 대표 반응 시간 데이터. 묘사는의 SEM ± 수단이다. 회색 막대는 덜 영향을받는 손으로 일방적 인 CP 24 어린이의-자극을 대상으로 평균 반응 시간을 보여줍니다. 검은 색 막대가 영향을받는 손 같은 아이들의-자극을 대상으로 평균 반응 시간을 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Discussion
이 문서에서는 직접 일방적 뇌성 마비 (CP) 및 발달 무시 (DD)를 가진 아이들의 간단한 상지 운동 중에 운동 제어와 관련된인지 과정을 평가하기 위해 개발 된 프로토콜을 제공한다. 일방적 CP 주로 상지 1,3 영향 본체의 일측에 이동 결핍을 특징으로 비 진행성 신경 발달 장애이다. DD와 아이들은 자발적으로 일상 생활 5시 그들의 영향을받는 손의 보존 용량의 무시를 보여줍니다. 현재의 프로토콜이 아이들 기존 재활 절차를 개선하기위한 목적으로 DD의 현상에 기여할 수 관련인지 메카니즘을 해명하기 위해 개발되었다. 이 프로토콜을 이용하여 유용한 새로운 통찰력 DD 10,11 환아 간단한 상지의 움직임에 관련된 기본인지 과정에 대해 얻어졌다.
이 프로토 중요COL은 매우 쉽게 실행 대상 응답 작업 동안 이벤트 관련 뇌 전위 (ERPS)의 사용이다. 작업을 수행의 단순 이동 제한 어린 아이를 포함 수 있습니다. 작업 중에 기록 ERPS는 높은 시간 해상도와 신경 활성을 측정하는 비 침습적 강력한 신경 영상 기법으로서 사용된다. 이 프로토콜을 사용하는 것은 일방적 인 CP와 어린이 상지 제어의 별개의 처리 단계와 관련된인지 적 측면의 연구를 위해 수 있습니다. 이와 같이,이 신경 생리 학적 수준의 행동 검사를 연장한다. 또한, 프로토콜은 쉽게 다른 자극을 제시하여 적용 할 수 있습니다 (예., 큐 – 자극, 노고 자극) 또는 적응 자극 프리젠 테이션 시간뿐만 아니라 상호 자극 간격. 직접적 상지 제어에 관련된 다른인지 과정을 평가하는 것이 가능하다 (예., 반응 억제 대 응답 제제).
다음 일방적 인 CP와 어린이의 특정 모터 적자가 실제로 장애인지 과정에 의해 발생한다는 생각에, DD 어린이의 관측 모터 적자에 기여할 수있는 또 다른 중요한 측면은 가능한 감각 적자 (18)이다. 때문에 특정 thalamocortical 및 corticocortical 경로에 부상으로 일방적 인 CP 일부 아이들은 운동 (24)로부터 정확한 감각 피드백을받을 수 없습니다. 차례로 이는 손의 영향 저조한 사용, 즉., DD 이어질 것이 제안되었다. 현재의 프로토콜은 직접이 가능한 감각 적자를 평가하지 않습니다. 이동 장애 아동에 다른 감각 처리의 세부 평가를 위해, 우리는 하인과 키 (2014) (25)의 작업을 참조하십시오.
정확하고 유효한 결과를 보장하기 위해 염두에 두어야 할 몇 가지 중요한 포인트가 있습니다. EEG 실험을 시작하기 전에, 관련된 LIM을 이해하는 모든 중요한 최초이 기술의 itations. 상대적으로 가난한 공간 해상도뿐만 아니라 피질 활동을 추론의 어려움은 고려해야 할 중요한 문제입니다. 연구 문제는 신경이-해부학 상지 제어시 특정 프로세스를 현지화하기위한 경우, 다른 뇌 영상 방법이 고려되어야한다 (예., (F) MRI). 그러나, 명확하게 EEG의 비 침습성뿐만 아니라 어린이에게 익숙한 위치에서 측정하는 모바일 랩 사용 가능성은 다른 기술을 통해 상당한 이점을 제공한다는 언급한다.
EEG 측정 열악한 공간 분해능 옆 깜박 근육 활동에 의해 도입 된 노이즈도 불리하다. 특히 어린이의 이들 인공물을 감소시키기 적절한 지시를 제공하는 것은 매우 어렵다. 그것은 아이들의 관심을 유지하고 너무 오래 걸릴하지 않는 프로토콜을 사용하는 것이 매우 중요합니다.
현재 홍보otocol는 일방적 인 CP (10, 11)와 함께 어린이 DD의 현상에 기여하는 기본적인인지 과정에 대한 새로운 경험적인 통찰력을 제공합니다. 이러한 통찰력은 DD 더 이해뿐만 아니라, 현재 치료를 개별화를위한뿐만 아니라 높은 가치가있을 수 있습니다. 또한,이 프로토콜의 기능은 직접 어린이 운동 개발과 관련된인지 적 측면에 대한 연구에 대한 가능한 광범위한 구현을 야기 할 수 상지 제어의 기본인지 적 요소를 평가한다.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is part of a doctoral dissertation that was supported by grants from (in alphabetical order): Hersenstichting Nederland, Johanna KinderFonds, Stichting Rotterdams Kinderrevalidatie Fonds Adraanstichting, Phelps Stichting voor Spastici, and Revalidatie fonds.
Materials
| "Presentation" stimulus delivery and experimental control program for neuroscience | NeuoBehavioralSystems | company web address: http://www.neurobs.com/index_html Alternate stimulus presenation software can be used |
|
| Button Box, for time accurate(1ms) button press registration | TSG, Radboud University Nijmegen | company web address: http://tsgdoc.socsci.ru.nl/ index.php?title=ButtonBoxes Alternate button press registration device can be used |
|
| BrainAmp DC 32 channels EEG/EP system, with BUA 128 USB interface S/N: AMP13061963DC, BUA128-1302289, EIB13010349 |
MedCaT B.V. | BP-01100 | company web address: http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm For measurements with children a mobile EEG lab is highly recommended |
| Acticap 32 channel standard cap set S/N: aCAP11101664, aEB13032942 |
MedCaT B.V. | BP-04200 | company web address: http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm It is highly recommended to use an active electrode system |
| BrainVision Recorder Software license USB Dongel: UR11471 & BrainVision Analyzer Software license USB Dongel: U12512 |
Brain products | BP00020 & BP00120 |
company web address: http://www.brainproducts.com/ Alterante recording and analyzing software can be used |
| NuPrep | MedCatSupplies | 10-30 | company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Alternate skin preparation exfoliants can be used |
| Skin Conductance Electrode Paste | MedCatSupplies | TD-246 | company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Alternate EEG conductive electrode gel can be used |
| Blunt needle and syringe kit |
MedCatSupplies | JG161.5 & 30xxxx |
company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Needle and syringe kit is used to apply conductive gel to electrode embedded in the EEG cap |
| Acticap Holder for Active Electrodes and stickers |
MedCatSupplies | BP-04244 & Z85-10x |
company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Acticap Holders and stickers are used for fixating EOG electrodes |
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Cite This Article
Zielinski, I. M., Steenbergen, B., Baas, C. M., Aarts, P., Jongsma, M. L. A. Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy. J. Vis. Exp. (107), e53420, doi:10.3791/53420 (2016).