Beoordeling van de cerebrale lateralisatie bij kinderen met behulp van functionele Transcranial Doppler-echografie (fTCD)

Het algemene doel van deze procedure is om de functionele lateralisatie van taal in de hersenen te bepalen met behulp van een kindvriendelijke methode. Dit wordt bereikt door eerst echoprobes op het hoofd te plaatsen om de bloedstroomsnelheid in de arteria cerebri media in elke hersenhemisfeer te monitoren. De tweede stap van de procedure is het monitoren van de bloedstroom terwijl de deelnemer een taak uitvoert waarbij taalgebruik vereist is.

De derde stap van de procedure is het extraheren van het gemiddelde Dopplersignaal uit de linker- en rechterhemisfeer over een periode van belang waarin de taaltaak werd uitgevoerd. De laatste stap van de procedure is het onderzoeken van het verschil in linker- en rechteractivaties om een lateralisatie-index te extraheren. Positieve waarden duiden op linkerlateralisatie en negatieve waarden duiden op rechterlateralisatie.

Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen die kunnen worden gebruikt om de hersenlateralisatie bij kinderen van verschillende leeftijden of voor groepen met en zonder ontwikkelingsstoornissen te vergelijken. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals functionele magnetische resonantiebeeldvorming, is dat de deelnemer niet stil hoeft te blijven zitten en dat de methode relatief goedkoop en draagbaar is. De procedure zal worden gedemonstreerd door Georgina Holt en Nick Badcock, respectievelijk een onderzoeksassistent en postdoc uit mijn laboratorium.

In deze video wordt het gebruik van functionele transcraniële Doppler-echografie (FTCD) gedemonstreerd om de lateralisatie van taal bij kinderen te beoordelen. Het systeem bestaat uit een multi DOPP met echosondes die aan een headset zijn bevestigd, een stimuluscomputer om video's aan de proefpersoon te tonen en een voicerecorder voor auditieve responsen. Stel de multi DOPP in voordat de deelnemer arriveert. Controleer alle verbindingen zoals beschreven in de bijbehorende tekst en de producthandleiding, en controleer of de limieten zijn ingesteld om ervoor te zorgen dat er geschikte niveaus van echografie worden gebruikt.

Voordat een sessie wordt gestart, is het belangrijk om te controleren of het kind nog naar het toilet moet en of het kind comfortabel zit, aangezien de sessies 20 tot 30 minuten duren en grove motorische bewegingen het dopplersignaal kunnen verstoren. Demonstreer de doppler-headset aan de deelnemer met behulp van een speelgoeddier. Zorg ervoor dat het kind bereid is de headset op te zetten en positioneer deze comfortabel en stevig.

Zet het multi-do-systeem op pauze terwijl de echoprobes worden voorbereid. Breng op elke probe een royale hoeveelheid echogel aan om het best mogelijke contact tussen de probe en de huid te behouden terwijl het kind een dvd bekijkt. Plaats de met gel bedekte probes op het temporale venster van de schedel aan weerszijden van het hoofd.

Net vóór het oor, waar het bot het dunst is. Start de multi dopp en pas de positie van de probes aan om de arteria cerebri media te lokaliseren. Een bevredigend signaal heeft een karakteristiek geluids- en visueel patroon.

Dit is een voorbeeld van een visueel patroon veroorzaakt door een onjuist geplaatste probe. Let op dat er geen geluid is. Dit is het kenmerk.

Zacht suizend geluid van de hartslag van de proefpersoon bij een correct geplaatste probe. Verlaag het vermogen zoveel mogelijk en verhoog indien nodig de gain, terwijl een goed signaal behouden blijft. Zodra de signalen voor beide middelste hersenslagaders bevredigend zijn, wordt de auditieve output van de multi uitgeschakeld; leg vervolgens de driestapsprocedure aan het kind uit aan de hand van stilstaande beelden.

Oké, en wanneer we een stukje van de video hebben bekeken, zie je een symbool zoals dit. Weet je wat dat is? Een vraagteken?

Ja. Wanneer je het vraagteken ziet, wil ik dat je me vertelt wat er in de video is gebeurd, zodat je me zoveel mogelijk kunt vertellen over wat de pinguïns deden, waarmee ze speelden, wat ze aten, of wat je maar wilt. En wanneer je klaar bent met vertellen wat er in de video is gebeurd, zie je een plaatje van een jongen die "sst" zegt. Wanneer je dat ziet, wil ik dat je echt stil bent, niet beweegt, stopt met praten en me niets meer vertelt. Oké.

Wacht vervolgens een kort moment tot de video weer verschijnt. Start de opnameapparatuur en begin. De testprocedure werkt het beste wanneer één experimentator verantwoordelijk is voor het gefocust houden van het kind op de taak en het vastleggen van wat zij zeggen.

Wat gebeurde er in die? Hij zette zijn vriendinnenhoed op en ging naar buiten. Heel goed.

En welke kleur hadden zijn hoed en sjaal? Geweldig. Zeer goed. Goed gedaan.

Een tweede. De experimentator dient de multiplex te bewaken om er zeker van te zijn dat een geschikt signaal behouden blijft. Als het signaal significant wordt verstoord, pauzeer dan de computer van het display en stel de probes opnieuw af door indien nodig meer gel aan te brengen.

Houd het gedrag van het kind in de gaten en zorg ervoor dat het zich comfortabel en ontspannen voelt. Hier is een voorbeeld van één trial. Het programma op de stimuluscomputer houdt de timing van gebeurtenissen nauwkeurig bij en stuurt een markerpuls naar het Doppler-databestand om het begin van de taalactivatieperiode aan te geven.

Voor deze procedure bij kinderen nemen we 30 trials op. We raden minimaal 20 trials aan voor een nauwkeurige schatting van de lateralisatie. Wanneer de experimentele procedure is voltooid, stopt u de multi-opname en verwijdert u de probes.

Gebruik tissues om het overtollige gel van de deelnemer te verwijderen. Geef het kind een traktatie om hen te bedanken voor hun deelname. Hier is een schone gegevensregistratie van de ruwe bloedstroomsnelheid.

Tijdens één experimentele trial komt elke zichtbare puls overeen met één hartslag. De eventmarker die het begin van de stimulus aangeeft, wordt in het groen weergegeven. Hier ziet u de gegevensregistratie van een deel van de experimentsessie waarin het signaal zwak was en af en toe uitviel.

Deze secties worden automatisch uit de opname verwijderd door een procedure voor het verwerpen van artefacten. Deze plot toont het gemiddelde signaal over de EPOCH voor het linkerkanaal, en het rechterkanaal gemiddeld over alle acceptabele trials. Voor een groep deelnemers is de periode van taalactivatie groen gearceerd.

Dit paneel toont het verschil in dopplersnelheid tussen links en rechts. De periode van belang voor de berekening van de lateraliteit is eveneens in het groen weergegeven. Het grijs gearceerde gebied rondom de verschil-snelheid vertegenwoordigt de standaardfout van het gemiddelde wanneer dit is beheerst.

Deze techniek kan in ongeveer 30 minuten worden uitgevoerd als deze na de ontwikkeling correct wordt toegepast. Deze techniek maakte de weg vrij voor onderzoekers in de ontwikkelingsneuropsychologie om cerebrale lateralisatie bij peuters en kleuters te onderzoeken.