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.
Unilateral Cerebral Parese (CP) er en nevrologiske lidelse som er en svært vanlig årsak til uførhet i barndommen. Det er preget av ensidige motoriske vansker som ofte dominert i øvre lem. I tillegg til en redusert bevegelse kapasitet av de berørte øvre lem, flere barn med unilateral CP viser en redusert forståelse av den gjenværende bevegelse kapasiteten for denne lem. Dette fenomenet ser bort fra det bevarte kapasitet av de berørte øvre lem blir ofte referert til som Developmental Ignorering (DD). Ulike teorier har blitt postulert å forklare DD, hver tyder på litt forskjellige retningslinjer for terapi. Likevel, kognitive prosesser som kan i tillegg bidra til DD hos barn med unilateral CP har aldri vært direkte studert. Den nåværende protokollen ble utviklet for å studere kognitive aspekter involvert i øvre lem kontroll hos barn med unilateral CP med og uten DD. Dette ble gjort ved å registrere event-relatert potentials (ERP) hentet fra den pågående EEG under target-respons oppgaver som ber om en håndbevegelse respons. ERP bestå av flere komponenter, hver av dem forbundet med en veldefinert kognitiv prosess (f.eks., N1 med tidlig oppmerksomhet prosesser, N2 med kognitiv kontroll og P3 med kognitiv belastning og mental anstrengelse). På grunn av sin utmerkede tidsoppløsning, ERP teknikken gjør det mulig å studere flere hemmelige kognitive prosesser forut utilslørt motoriske responser og dermed lar innsikt i de kognitive prosesser som kan bidra til fenomenet DD. Ved hjelp av denne protokollen legger til et nytt nivå av forklaringen til eksisterende atferdsstudier og åpner nye veier til den bredere implementering av forskning på kognitive aspekter av utviklings restriksjoner på forflytning hos barn.
Cerebral parese (CP) er definert som en gruppe av nevrologiske forstyrrelser relatert til bevegelse og holdning svekkelser som er forårsaket av forstyrrelser i den tredje fetal hjerne eller spedbarn 1. Selv om disse svekkelser er ikke-progressive, de er forbundet med livslang funksjonshemming 1,2. En av de vanligste subtyper av CP er unilateral CP, sto for mer enn en tredel av alle tilfeller 3. Den er kjennetegnet ved uttalt motoriske mangler på en side av kroppen som ofte er mer fremtredende i den øvre lem 1,3. Ved siden av redusert bevegelighet kapasitet av de berørte øvre lem, flere barn med unilateral CP også ser ut til å mislykkes i å spontant bruke den gjenværende kapasiteten på sine berørte hånden i hverdagen 4-8. Dette ignorering av den gjenværende kapasiteten til berørte øvre lem i unilateral CP har ofte blitt omtalt som Developmental Ignorering (DD) 4-11.
innhold "> Bortsett fra de tradisjonelle forklaringer på DD basert på atferdsforsterknings teorier 4, har nyere studier understreket viktigheten av kognitive faktorer for å forstå DD 5,9-11. Disse teoriene er basert på ideen om at visse motoriske mangler hos barn med unilateral CP faktisk skyldes dysfunksjonell kognitive prosesser som er nødvendige for vellykket målrettet motor oppførsel, snarere enn av bevegelsesrestriksjoner seg. I denne henseende DD har blitt sammenlignet fenomenet post-takts motor forsømmelse, noe som tyder på visuo-romlig oppmerksomhet underskudd 9, 11,12,. Alternativt er det foreslått at manglende bruk av det berørte hånden under viktige utviklings perioder ikke bare påvirke motorisk utvikling, men er også forbundet med en forsinkelse på kognitive prosesser knyttet til motor atferd 5, 10.Selv DD har blitt omfattende beskrevet i litteraturen ogulike teorier har lagt vekt på mulige bidrag av endrede kognitive prosesser 5,9-11, disse kognitive prosesser knyttet til målrettet motor oppførsel har aldri vært direkte studert i unilateral CP. Den nåværende protokollen ble utviklet for å vurdere kognitive aspekter knyttet til overekstremitet kontroll hos barn med unilateral CP. Protokollen beskrevet bruk av hendelsesrelaterte hjerne potensialer (ERP) trukket ut fra den løpende EEG under manuell target-respons oppgaver.
ERP tilbyr en unik mulighet til å måle nevrale responser som er tid låst til forskjellige behandlingstrinn knyttet til en utilslørt respons. Det vil si at de tillater å studere forskjellige kognitive prosesser relatert til mål rettet motorresponser, slik som valg respons, respons forberedelse, og respons hemming prosesser. Videre ERP bestå av flere komponenter, hver av dem i forbindelse med ulike kognitive prosesser (f.eks., N1 med tidlig attention prosesser, N2 med kognitiv kontroll og P3 med kognitiv belastning og mental anstrengelse). På samme måte, ved hjelp av ERP under en enkel manuell target-respons oppgave gjør oss i stand til å direkte studere ulike kognitive prosesser knyttet til ulike behandlings stadier av øvre lem kontroll hos barn med unilateral CP med og uten DD.
Denne artikkelen presenterer en protokoll utviklet for å vurdere kognitive prosesser knyttet til bevegelse kontroll under enkle øvre beinbevegelser hos barn med unilateral Cerebral Parese (CP) og utviklings Ignorering (DD) direkte. Unilateral CP er en ikke-progressiv neurodevelopmental lidelse som kjennetegnes ved bevegelse underskudd på en side av kroppen, først og fremst påvirker den øvre lem 1,3. Barn med DD viser en ignorering av bevart kapasiteten deres berørte hånden under spontane daglige aktiviteter 5. Den nåværende protokollen ble utviklet for å løse de relaterte kognitive mekanismer som kan bidra til fenomenet DD med mål om å forbedre eksisterende rehabiliteringsprosedyrer for disse barna. Ved å bruke denne protokollen verdifull ny innsikt ble oppnådd om de underliggende kognitive prosesser knyttet til enkle øvre beinbevegelser hos barn med DD 10,11.
Kritisk til denne protocol er bruken av hendelsesrelaterte hjerne potensialer (ERP) i løpet av en meget enkel kjørbar target-respons oppgave. Enkelheten av å utføre oppgaven tillater inkludering av små barn med bevegelsesrestriksjoner. Opptaks ERP i løpet av oppgaven blir brukt som et kraftig ikke-invasiv neuroimaging teknikk som måler neural aktivitet med en høy tidsmessig oppløsning. Ved hjelp av denne protokollen åpner for studiet av kognitive aspekter knyttet til forskjellige behandlingsfasen av øvre lem kontroll hos barn med unilateral CP. Som sådan, strekker det atferdsundersøkelse til den nevrofysiologiske nivå. Videre kan protokollen enkelt tilpasses ved å presentere ulike stimuli (f.eks., Cue-stimuli, Nogo-stimuli) eller tilpasse stimulus presentasjon tids samt inter-stimulans intervaller. Det er derfor mulig å vurdere ulike kognitive prosesser involvert i overekstremitet kontrollen direkte (f.eks., Respons forberedelser vs. respons hemming).
Ved siden av ideen om at visse motoriske mangler hos barn med unilateral CP er faktisk forårsaket av dysfunksjonelle kognitive prosesser, et annet viktig aspekt som kan bidra til de observerte motoriske mangler hos barn med DD er en mulig sensorisk underskudd 18. På grunn av skade til bestemte thalamocortical og corticocortical trasé noen barn med unilateral CP ikke får nøyaktig sensorisk feedback fra sine bevegelser 24. Dette i sin tur er blitt foreslått for å lede til et underforbruk av det berørte hånden, dvs., DD. Den nåværende protokollen ikke direkte vurdere dette mulig sensoriske underskudd. For detaljert vurdering av ulike sensoriske behandling hos barn med bevegelsesvansker, henviser vi til arbeidet med Maitre og Key (2014) 25.
For å sikre nøyaktige og gyldige resultater, er det noen viktige punkter å huske på. Før man starter en EEG eksperiment, er det først og fremst viktig å forstå den tilhørende limitations av denne teknikken. Den relativt dårlig romlig oppløsning samt vanskeligheten dedusere subcortikal aktivitet er viktige spørsmål å vurdere. Hvis problemstillingen er rettet mot nevro-anatomisk lokalisering spesifikke prosesser under øvre lem kontroll, bør alternative bildediagnostiske metoder vurderes (f.eks., (F) MRI). Imidlertid bør det komme tydelig frem at den ikke-invasivitet av EEG, samt muligheten for å bruke et mobilt laboratorium for å måle på steder som er kjent for barnet har en enorm fordel fremfor andre teknikker.
Ved siden av dårlig romlig oppløsning på EEG-målinger, støy er innført av blinker og muskelaktivitet også ufordelaktig. Spesielt hos barn er det svært vanskelig å gi riktige instruksjonene for å redusere disse gjenstandene. Det er derfor svært viktig å bruke en protokoll som holder barnas oppmerksomhet og ikke tar for lang.
Den nåværende protocol tilbyr nye empiriske innsikt i de underliggende kognitive prosesser som bidrar til fenomenet DD hos barn med unilateral CP 10,11. Denne innsikten kan være av stor verdi, ikke bare for ytterligere forståelse av DD, men også for individualisering de nåværende terapier. Videre til evnen til denne protokollen vurdere direkte underliggende kognitive faktorer av overekstremitet kontroll kan gi opphav til en eventuell bredere implementering for forskning på kognitive aspekter knyttet til bevegelse utvikling hos barn.
The authors have nothing to disclose.
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.
"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 |