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.
Ensidig Cerebral pares (CP) är en neurologisk sjukdom som är en mycket vanlig orsak till funktionshinder i barndomen. Det kännetecknas av ensidiga motoriska funktionsnedsättningar som ofta domineras i övre extremiteten. Förutom en minskad rörelseförmåga i den drabbade övre extremiteterna, flera barn med unilateral CP visar en minskad medvetenhet om återstående rörelseförmåga i den lem. Detta fenomen att bortse bevarade kapacitet drabbade övre extremiteten regelbundet kallas Develop Bortse (DD). Olika teorier har antagits för att förklara DD, var tyder något olika riktlinjer för behandling. Ändå kognitiva processer som dessutom kan bidra till DD hos barn med unilateral CP har aldrig varit direkt studerats. Den nuvarande protokollet har utvecklats för att studera kognitiva aspekter på övre extremiteterna kontroll hos barn med unilateral CP med och utan DD. Detta gjordes genom att spela in händelserelaterad potentials (ERP) som utvinns ur den pågående EEG under mål-responsuppgifter ber om en handrörelse svar. ERP-system består av flera komponenter, var och en av dem i samband med en väl definierad kognitiv process (t ex., N1 med tidiga uppmärksamhet processer, N2 med kognitiv kontroll och P3 med kognitiv belastning och mental ansträngning). På grund av dess utmärkta tidsupplösning, ERP-tekniken gör det möjligt att studera flera hemliga kognitiva processer som föregår uppenbara motoriska svar och därmed gör det möjligt inblick i de kognitiva processer som kan bidra till fenomenet DD. Med hjälp av detta protokoll läggs en ny nivå av förklaring till befintliga beteendestudier och öppnar nya vägar till bredare genomförande av forskning på kognitiva aspekter av utvecklings restriktioner för förflyttning hos barn.
Cerebral pares (CP) definieras som en grupp av nervsystemets sjukdomar relaterade till förflyttning och hållning försämringar som orsakas av störningar till det utvecklande foster eller spädbarn hjärna 1. Även om dessa nedskrivningar är icke-progressiv, är de förknippade med livslånga funktionshinder 1,2. En av de vanligaste subtyper av CP är ensidig CP, står för mer än en tredjedel av alla fall 3. Det kännetecknas av utpräglade motoriken på ena sidan av kroppen som är ofta mer framträdande i den övre extremiteten 1,3. Bredvid den minskade rörelse kapacitet drabbade övre extremiteterna, flera barn med unilateral CP verkar också misslyckas med att spontant använda återstående kapacitet sin påverkade hand i det dagliga livet 4-8. Detta åsidosättande av återstående kapacitet den drabbade övre extremiteten i unilateral CP har ofta kallats Develop Bortse (DD) 4-11.
innehåll "> Förutom de traditionella förklaringar av DD baserat på beteendeförstärkningsteorier 4, har nyare studier betonat vikten av kognitiva faktorer för att förstå DD 5,9-11. Dessa teorier är baserade på tanken att vissa motoriken hos barn med unilateral CP faktiskt orsakas av dysfunktionella kognitiva processer som är nödvändiga för en framgångsrik målinriktad motorik, snarare än av restriktioner för förflyttning själv. I detta avseende DD har jämförts med fenomenet efter stroke motor försummelse, vilket tyder på visuo-spatial uppmärksamhet underskott 9, 11,12,. Alternativt har det föreslagits att bristen på användning av den drabbade handen under viktiga utvecklingsperioder inte bara påverkar motorisk utveckling, men är också förknippat med en försening på kognitiva processer relaterade till motorik 5, 10.Även om DD har beskrivits utförligt i litteraturen ocholika teorier har betonat möjliga bidrag förändrade kognitiva processer 5,9-11, dessa kognitiva processer relaterade till målinriktad motorik har aldrig varit direkt studerats i unilateral CP. Den nuvarande protokollet har utvecklats för att bedöma kognitiva aspekter som rör övre extremiteterna kontroll hos barn med unilateral CP. Protokollet beskriver användningen av händelserelaterade hjärnpotentialer (ERP) som utvinns ur den pågående EEG under manuella mål-respons uppgifter.
ERP erbjuder en unik möjlighet att mäta neurala svar som är tids låst till olika bearbetningssteg i samband med en öppen respons. Det vill säga, de tillåter att studera olika kognitiva processer relaterade till målinriktad motoriska gensvar, såsom urval svar, förberedelse svar, och svar hämningsprocesser. Dessutom ERP består av flera komponenter, var och en av dem i samband med olika kognitiva processer (t ex., N1 med tidig attention processer, N2 med kognitiv kontroll och P3 med kognitiv belastning och mental ansträngning). På samma sätt, med hjälp av ERP-system under en enkel manuell mål-svars uppgift ger oss möjlighet att direkt studera olika kognitiva processer relaterade till olika stadier av övre extremiteterna kontroll hos barn med unilateral CP med och utan DD bearbetning.
I denna artikel presenteras ett protokoll som utvecklats för att direkt bedöma kognitiva processer relaterade till rörelsekontroll under enkla övre benrörelser hos barn med unilateral cerebral pares (CP) och utvecklings Bortse (DD). Ensidig CP är en icke-progressiv neuroutvecklingsstörning som kännetecknas av rörelse underskott på en sida av kroppen, i första hand påverkar den övre extremiteten 1,3. Barn med DD visar ett åsidosättande av bevarade kapaciteten i sin påverkade handen under spontana dagliga aktiviteter 5. Den nuvarande protokollet har utvecklats för att reda ut de relaterade kognitiva mekanismer som kan bidra till fenomenet DD med målet att förbättra befintliga förfaranden rehabilitering för dessa barn. Genom att använda detta protokoll värdefulla nya insikter erhölls om de bakomliggande kognitiva processer relaterade till enkla övre extremiteterna rörelser hos barn med DD 10,11.
Avgörande för detta protocol är användningen av händelserelaterade hjärnpotentialer (ERP) under en mycket lätt körbar mål-respons uppgift. Enkelheten att genomföra uppgiften gör det möjligt att inkludera barn med restriktioner för förflyttning. Inspelning ERP under uppgiften används som ett kraftfullt icke-invasiv neuroimaging teknik som mäter neural aktivitet med en hög tidsupplösning. Med hjälp av detta protokoll gör det möjligt för studier av de kognitiva aspekter som rör olika stadier av övre extremiteterna kontroll hos barn med unilateral CP bearbetning. Som sådan, sträcker den beteendeundersökningar till neurofysiologisk nivå. Dessutom kan protokollet enkelt anpassas genom att presentera olika stimuli (t ex., Cue-stimuli, Nogo-stimuli) eller anpassa stimulans presentation tid samt interstimulans mellanrum. Det är därför möjligt att direkt bedöma olika kognitiva processer som ingår i övre extremiteterna kontroll (t.ex.. Beredningar svar kontra svar inhibition).
Bredvid tanken att vissa motoriken hos barn med unilateral CP faktiskt orsakas av dysfunktionella kognitiva processer, är en möjlig sensorisk underskott 18 en annan viktig aspekt som kan bidra till de observerade motoriken hos barn med DD. På grund av skador på särskilda thalamocortical och corticocortical vägar en del barn med unilateral CP inte få korrekt sensorisk feedback från sina rörelser 24. Detta i sin tur har det föreslagits att leda till en underutnyttjande av den påverkade handen, DD dvs.,. Den nuvarande protokollet inte direkt bedöma detta möjligt sensorisk underskott. För en detaljerad utvärdering av olika sensoriska behandling i barn med rörelsesvårigheter, hänvisar vi till arbete Maitre och Key (2014) 25.
För att säkerställa noggranna och giltiga resultat, finns det några kritiska punkter att tänka på. Innan du startar en EEG experiment, är det först och främst viktigt att förstå den tillhörande limitations av denna teknik. Den relativt dåliga rumslig upplösning samt svårigheten att dra slutsatser subkortikala aktivitet är viktiga frågor att tänka på. Om frågeställningen syftar till neuro-anatomiskt lokalisera specifika processer under övre extremiteterna kontroll, bör alternativa neuroradiologiska metoder övervägas (t ex., (F) MRI). Det bör dock tydligt framgå att de icke-invasivt i EEG liksom möjligheten att använda en mobil arbetskraft för att mäta på platser som är bekanta för barnet erbjuder en enorm fördel jämfört med andra tekniker.
Bredvid den dåliga rumsliga upplösningen i EEG-mätningar är också ofördelaktigt buller som införts genom blinkningar och muskelaktivitet. Särskilt hos barn är det mycket svårt att ge lämpliga instruktioner för att minska dessa artefakter. Det är därför mycket viktigt att använda ett protokoll som håller barnens uppmärksamhet och inte ta för lång tid.
Den nuvarande protocol erbjuder nya empiriska insikter i underliggande kognitiva processer som bidrar till fenomenet DD hos barn med unilateral CP 10,11. Dessa insikter kan vara av högt värde, inte bara för ytterligare förståelse av DD, men också för individualisering av befintliga behandlingar. Dessutom förmåga detta protokoll för att direkt bedöma underliggande kognitiva faktorer i övre extremiteten kontroll kan ge upphov till en möjlig bredare tillämpning för forskning om kognitiva aspekter relaterade till förflyttning utveckling 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 |