Оценка церебральной латерализации у детей с использованием функциональных транскраниальной ультразвуковой доплеровский (ЧВКУ)

Общая цель данной процедуры — определить функциональную латерализацию языка в мозге с использованием метода, подходящего для детей. Сначала к голове прикладывают ультразвуковые датчики для мониторинга скорости кровотока в средней мозговой артерии каждого полушария головного мозга. Вторым этапом процедуры является мониторинг кровотока во время выполнения участником языкового задания.

Третьим этапом процедуры является извлечение среднего доплеровского сигнала из левого и правого полушарий за интересующий период времени, в течение которого выполнялось языковое задание. Заключительным этапом процедуры является анализ разницы между активацией левого и правого полушарий для расчета индекса латерализации. Положительные значения указывают на левостороннюю латерализацию, а отрицательные — на правостороннюю латерализацию.

В конечном итоге можно получить результаты, которые позволят сравнить латерализацию мозга у детей разного возраста или в группах с нарушениями развития и без них. Основным преимуществом данного метода перед существующими, такими как функциональная магнитно-резонансная томография, является то, что участнику не требуется сохранять полную неподвижность, а сам метод относительно недорог и мобилен. Процедуру продемонстрируют Джорджина Холт и Ник Бэдкок, лаборант-исследователь и постдок из моей лаборатории.

В данном видео будет продемонстрирован метод функционального транскраниального допплеровского ультразвукового исследования (фТКУС) для оценки латерализации языка у детей. Система состоит из многоканального допплерометра с ультразвуковыми датчиками, закрепленными на головном уборе, компьютера для предъявления стимулов (видеороликов) испытуемому и диктофона для записи слуховых ответов. Подготовьте многоканальный допплеромет до прибытия участника. Проверьте все соединения, как описано в сопровождающем тексте и руководстве пользователя, и убедитесь, что установлены соответствующие предельные значения для обеспечения безопасного уровня ультразвукового воздействия.

Перед началом сеанса важно уточнить, не нужно ли ребенку сходить в туалет, и убедиться, что ему удобно, так как сеансы длятся от 20 до 30 минут, а движения крупной моторики могут создавать помехи для доплеровского сигнала. Продемонстрируйте участнику доплеровскую гарнитуру, используя игрушечное животное. Убедитесь, что ребенок согласен надеть гарнитуру, и зафиксируйте ее удобно и надежно.

Переведите многоканальную систему в режим паузы на время подготовки ультразвуковых датчиков. Обильно нанесите на каждый датчик ультразвуковой гель для обеспечения максимально плотного контакта между датчиком и кожей, пока ребенок смотрит DVD-диск. Приложите датчики с гелем к височному окну черепа с каждой стороны головы.

Сразу перед ухом, в месте, где кость наиболее тонкая. Запустите мультидопплеровское исследование, отрегулируйте положение датчиков, чтобы настроиться на среднюю мозговую артерию. Удовлетворительный сигнал характеризуется специфическим звуковым и визуальным паттерном.

Это пример визуальной картины при неправильном расположении зонда. Обратите внимание, что звук отсутствует. Это является характерным признаком.

Слышен слабый шум сердцебиения субъекта при правильно расположенном датчике. Максимально снизьте мощность, при необходимости увеличив усиление, сохраняя при этом хороший сигнал. Как только сигналы от обеих средних мозговых артерий станут удовлетворительными, убавьте громкость аудиовыхода мультидоплера и объясните ребенку трехэтапную процедуру, используя статичные изображения.

Хорошо, и когда мы посмотрим немного видео, вы увидите такой символ. Знаете, что это? Знак вопроса?

Да. Когда увидишь знак вопроса, я хочу, чтобы ты рассказал мне, что происходило на видео: расскажи как можно больше о том, что делали пингвины, во что они играли, что ели или о чем угодно еще. А когда закончишь рассказывать о событиях в видео, ты увидишь картинку с мальчиком, который прикладывает палец к губам («тсс»). Когда увидишь это, тебе нужно будет вести себя очень тихо, замереть, перестать говорить и больше ничего мне не рассказывать. Хорошо?

Теперь немного подождите, пока видео снова не включится. Запустите записывающие устройства и начинайте. Пробное тестирование проходит наиболее эффективно, если один экспериментатор отвечает за то, чтобы ребенок сосредоточился на задании, и фиксирует его ответы.

Что там произошло? Он надел шляпку своей девушки и вышел. Очень хорошо.

А какого цвета были его шляпа и шарф? Отлично. Очень хорошо. Молодец.

Во-вторых, экспериментатору следует следить за мультиметром, чтобы убедиться в поддержании подходящего сигнала. Если сигнал станет значительно нестабильным, приостановите работу компьютера управления и заново отрегулируйте положение зондов, при необходимости нанеся больше геля.

Следите за поведением ребенка и убедитесь, что он чувствует себя комфортно и расслабленно. Ниже приведен пример одной пробы. Программа на компьютере стимулов обеспечивает точный тайминг событий и посылает маркерный импульс в файл данных Доплера, чтобы обозначить начало периода языковой активации.

При проведении данной процедуры с детьми мы регистрируем 30 попыток. Для точной оценки латерализации рекомендуется использовать не менее 20 попыток. По завершении экспериментальной процедуры остановите многоканальную запись и извлеките датчики.

Используйте салфетки, чтобы удалить остатки геля с кожи участника. Дайте ребенку угощение в знак благодарности за участие. Ниже представлена чистая запись данных о скорости кровотока.

В ходе одного экспериментального испытания каждый видимый импульс соответствует одному сердцебиению. Маркер события, указывающий на начало стимуляции, отображается зеленым цветом. Здесь представлена запись данных за часть экспериментальной сессии, когда сигнал был слабым и периодически прерывался.

Эти участки автоматически удаляются из записи в ходе процедуры отбраковки артефактов. На данном графике показан средний сигнал за ЭПОХУ для левого канала, а также правый канал, усредненный по всем приемлемым попыткам. Для группы участников период языковой активации выделен зеленым цветом.

На этой панели показана разница доплеровской скорости между левой и правой сторонами. Период, используемый для расчета латерализации, также выделен зеленым цветом. Серая затененная область вокруг разности скоростей представляет собой стандартную ошибку среднего при наличии навыка.

При правильном применении после этапа разработки данная методика занимает около 30 минут. Этот метод открыл исследователям в области विकाшеской нейропсихологии путь к изучению церебральной латерализации у детей дошкольного возраста.