Skip to main content
Erschienen in: Dysphagia 6/2022

07.02.2022 | Original Article

Cortical Activation of Swallowing Using fNIRS: A Proof of Concept Study with Healthy Adults

verfasst von: Stephanie M. Knollhoff, Allison S. Hancock, Tyson S. Barrett, Ronald B. Gillam

Erschienen in: Dysphagia | Ausgabe 6/2022

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

The purpose of this study was to determine whether functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) could reliably identify cortical activation patterns as healthy adults engaged in single sip and continuous swallowing tasks. Thirty-three right-handed adults completed two functional swallowing tasks, one control jaw movement task, and one rest task while being imaged with fNIRS. Swallowing tasks included a single sip of 5 mL of water via syringe and continuous straw drinking. fNIRS patches for acquisition of neuroimaging data were placed parallel over left and right hemispheres. Stimuli presentation was controlled with set time intervals and audio instructions. Using a series of linear mixed effect models, results demonstrated clear cortical activation patterns during swallowing. The continuous swallowing task demonstrated significant differences in blood oxygenation and deoxygenation concentration values across nearly all regions examined, but most notably M1 in both hemispheres. Of note is that there were areas of greater activation, particularly on the right hemisphere, when comparing the single sip swallow to the jaw movement control and rest tasks. Results from the current study support the use of fNIRS during investigation of swallowing. The utilization of healthy adults as a method for acquiring normative data is vital for comparison purposes when investigating individuals with disorders, but also in the development of rehabilitation techniques. Identifying activation areas that pertain to swallowing will have important implications for individuals requiring dysphagia therapy.
Literatur
2.
Zurück zum Zitat Murray T, Carrau R, Chan K. Clinical management of swallowing disorders. 5th ed. San Diego: Plural Publishing; 2020. Murray T, Carrau R, Chan K. Clinical management of swallowing disorders. 5th ed. San Diego: Plural Publishing; 2020.
3.
Zurück zum Zitat Logemann, J. Evaluation and treatment of swallowing disorders. 2nd edn. Austin; 1998 Logemann, J. Evaluation and treatment of swallowing disorders. 2nd edn. Austin; 1998
6.
Zurück zum Zitat Penfield W, Rasmussen T. The cerebral cortex of man. New York: Macmillan; 1950. Penfield W, Rasmussen T. The cerebral cortex of man. New York: Macmillan; 1950.
22.
Zurück zum Zitat Matsumoto K, Ono Y, Tamaki K, Ikuta R, Kataoka K. Development of chair-side evaluation system of swallowing discomfort of denture wearers. In: Proceedings of SPIE 10501, optical diagnostics and sensing XVIII: toward point-of-care diagnostics. 2018. https://doi.org/10.1117/12.2287610 Matsumoto K, Ono Y, Tamaki K, Ikuta R, Kataoka K. Development of chair-side evaluation system of swallowing discomfort of denture wearers. In: Proceedings of SPIE 10501, optical diagnostics and sensing XVIII: toward point-of-care diagnostics. 2018. https://​doi.​org/​10.​1117/​12.​2287610
30.
Zurück zum Zitat Schneider W, Eschman A, Zuccolotto A. E-prime user’s guide. Pittsburgh: Psychology Software Tools Inc; 2002. Schneider W, Eschman A, Zuccolotto A. E-prime user’s guide. Pittsburgh: Psychology Software Tools Inc; 2002.
37.
Zurück zum Zitat R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing; 2020. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing; 2020.
46.
Zurück zum Zitat Iwanami A, Okajima Y, Ota H, Tani M, Yamada T, Hasimoro R, Kanai C, Watanabe H, Yamasue H, Kawakubo Y, Kato N. Task dependent prefrontal dysfunction in persons with Asperger’s disorder investigated with multi-channel near-infrared spectroscopy. Res Autism Spectr Disord. 2011;5(3):1187–93. https://doi.org/10.1016/j.rasd.2011.01.005.CrossRef Iwanami A, Okajima Y, Ota H, Tani M, Yamada T, Hasimoro R, Kanai C, Watanabe H, Yamasue H, Kawakubo Y, Kato N. Task dependent prefrontal dysfunction in persons with Asperger’s disorder investigated with multi-channel near-infrared spectroscopy. Res Autism Spectr Disord. 2011;5(3):1187–93. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​rasd.​2011.​01.​005.CrossRef
Metadaten
Titel
Cortical Activation of Swallowing Using fNIRS: A Proof of Concept Study with Healthy Adults
verfasst von
Stephanie M. Knollhoff
Allison S. Hancock
Tyson S. Barrett
Ronald B. Gillam
Publikationsdatum
07.02.2022
Verlag
Springer US
Erschienen in
Dysphagia / Ausgabe 6/2022
Print ISSN: 0179-051X
Elektronische ISSN: 1432-0460
DOI
https://doi.org/10.1007/s00455-021-10403-3

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2022

Dysphagia 6/2022 Zur Ausgabe

Akuter Schwindel: Wann lohnt sich eine MRT?

28.04.2024 Schwindel Nachrichten

Akuter Schwindel stellt oft eine diagnostische Herausforderung dar. Wie nützlich dabei eine MRT ist, hat eine Studie aus Finnland untersucht. Immerhin einer von sechs Patienten wurde mit akutem ischämischem Schlaganfall diagnostiziert.

Bei schweren Reaktionen auf Insektenstiche empfiehlt sich eine spezifische Immuntherapie

Insektenstiche sind bei Erwachsenen die häufigsten Auslöser einer Anaphylaxie. Einen wirksamen Schutz vor schweren anaphylaktischen Reaktionen bietet die allergenspezifische Immuntherapie. Jedoch kommt sie noch viel zu selten zum Einsatz.

HNO-Op. auch mit über 90?

16.04.2024 HNO-Chirurgie Nachrichten

Mit Blick auf das Risiko für Komplikationen nach elektiven Eingriffen im HNO-Bereich scheint das Alter der Patienten kein ausschlaggebender Faktor zu sein. Entscheidend ist offenbar, wie fit die Betroffenen tatsächlich sind.

Intrakapsuläre Tonsillektomie gewinnt an Boden

16.04.2024 Tonsillektomie Nachrichten

Gegenüber der vollständigen Entfernung der Gaumenmandeln hat die intrakapsuläre Tonsillektomie einige Vorteile, wie HNO-Fachleute aus den USA hervorheben. Sie haben die aktuelle Literatur zu dem Verfahren gesichtet.

Update HNO

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert – ganz bequem per eMail.