P50 الحسية المحاصرة في الرضع

ملخص

< p class = "jove_content" > تم وصف طرق تسجيل البوابات الحسية السمعية P50 ، وهي علامة فسيولوجية للتثبيط الدماغي الذي يعكس المراحل المبكرة من الانتباه.

الملخص

عجز الإنتباه شائعة في مجموعة متنوعة من الاضطرابات العصبية والنفسية بما في ذلك اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط، ومرض التوحد، واضطراب المزاج ثنائي القطب، وانفصام الشخصية. كان هناك اهتمام متزايد في مكونات النمو العصبي لهذه العجوزات الإنتباه؛ معنى العصبية النمائية أنه في حين يصبح العجز بارزة سريريا في مرحلة الطفولة أو البلوغ، والعجز هي نتائج مشاكل في نمو الدماغ التي تبدأ في مرحلة الطفولة أو حتى قبل الولادة. على الرغم من هذا الاهتمام، وهناك عدد قليل من الطرق لتقييم الانتباه في الطفولة المبكرة جدا. ويركز هذا التقرير على أسلوب واحد والرضع السمعية P50 تبوب الحسية.

الانتباه لديها العديد من المكونات. واحدة من أقدم عناصر من الاهتمام، ووصف تبوب الحسية، ويسمح الدماغ على يكترث المتكررة، المعلومات الحسية noninformative. يشير السمعية P50 تبوب الحسية لمهمة واحدة مصممة لقياس تبوب الحسية باستخدام التغييرات في EEG. عندما identicيتم عرض آل المنبهات السمعية 500 مللي وبصرف النظر، فإن الاستجابة أثار (تغيير في EEG المرتبطة تجهيز نقرة) إلى تحفيز ثانية يتم تقليل عموما بالنسبة للاستجابة لحافز الأولى (أي استجابة من "بوابات"). عندما لا يتم تقليل استجابة لتحفيز ثانية، ويعتبر هذا تبوب الحسية الفقراء، هو انعكاس لتثبيط الدماغي وضعف، ويرتبط مع العجز الإنتباه.

لأن السمع P50 المهمة تبوب الحسية هو سلبي، بل هو من الفائدة المحتملة في دراسة الرضع الصغار ويمكن أن توفر نافذة على دوام التنموية العجز الإنتباه في مجموعة متنوعة من الاضطرابات العصبية والنفسية. الهدف من هذا العرض هو لوصف منهجية لتقييم الرضع السمعية P50 تبوب الحسية، منهجية مقتبسة من تلك المستخدمة في الدراسات من السكان البالغين.

المقدمة

العديد من الأمراض العصبية والنفسية - بما في ذلك اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه (ADHD) ، واضطراب المزاج ثنائي القطب ، والفصام - تعتبر اضطرابات في النمو العصبي ، مما يعني أن ظهور الأعراض يرجع جزئيا على الأقل إلى الانحرافات المبكرة جدا في نمو الدماغ. قد تكون الانحرافات المبكرة في نمو الدماغ صامتة أو مرتبطة فقط بأعراض غير محددة لسنوات أو حتى عقود قبل ظهور الاضطراب الكامل. يشير هذا النموذج إلى أن الفهم الكامل للاضطراب قد يتطلب طرقا لقياس التغيرات الطفيفة جدا في وظائف المخ في وقت مبكر جدا من نمو الدماغ.

تعكس البوابة الحسية < p class = "jove_content" >P50 خطوة مبكرة في عملية الانتباه^1،2. تشير البوابات الحسية P50 إلى مهمة محددة ، وهي مهمة محتملة تستثيرها السمعة ، والتي ترتبط بالاختبارات السلوكية والعصبية المعرفية للانتباه وتعكس آليات التثبيط الدماغية^3،4. في هذه المهمة ، يتم تقديم محفزين سمعيين متطابقين واسع الطيف ("نقرات") بينما يتم تسجيل استجابة مخطط كهربية الدماغ. يثير المنبه السمعي استجابة دماغية متسقة مقاسة بمخطط كهربية الدماغ. تتضمن الاستجابة موجة تحدث عند البالغين بعد حوالي 50 مللي ثانية من التحفيز. نظرا لأن الموجة في الاتجاه الإيجابي ، توصف هذه الموجة بأنها موجة P50. يظهر معظم الأفراد استجابة منخفضة بشكل كبير للحافز الثاني للزوج بالنسبة للأول ، مما يعكس قدرة الدماغ على تثبيط الاستجابة تلقائيا للمعلومات المتكررة غير ذات الصلة ("لبوابة" المعلومات الحسية). ترتبط العديد من الأمراض النفسية ذات الأعراض الانتباهية - بما في ذلك اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط (ADHD) واضطراب المزاج ثنائي القطب والفصام - بضعف في البوابات الحسية^5-7.

يمكن الخلط بين نتائج البوابات الحسية السمعية P50 من خلال نغمة الأدرينالية^{للموضوع 8}. أثناء نوم حركة العين السريعة ، تتضاءل النغمة الأدرينالية مما يجعل نوم حركة العين السريعة الوقت الأمثل لإدارة المهمة^9،10. نظرا لأن البوابات الحسية P50 هي مهمة سلبية ولأن الأطفال يقضون معظم يومهم في نوم نشط (نسخة الرضيع من نوم حركة العين السريعة) ، يمكن قياس البوابات الحسية P50 حتى عند الرضع الصغار جدا.

البروتوكول

1. المراجعة والرقابة المؤسسية

1. تتطلب جميع الأعمال مع البشر موافقة مجلس المراجعة المؤسسية والإشراف. تمت مراجعة الطرق الواردة هنا ، عند استخدامها في البحث ، والموافقة عليها من قبل مجلس المراجعة المؤسسية المتعددة في كولورادو (COMIRB).

2. التحضير والتسجيل

1. حدد موعدا للطفل لمدة 90 دقيقة في وقت قيلولة الرضيع المعتاد. لديك أقطاب كهربائية نظيفة ومعجون مخطط كهربية الدماغ موصل وغرفة مظلمة وهادئة. قم بإطعام الرضيع وتجشؤه وحفاضاته قبل البدء.
2. امسح الرأس لتقليل المقاومة. تشيكوسلوفاكيا لديها أكبر سعة P50¹¹. ضع أقطاب كهربائية في تشيكوسلوفاكيا ، على الجبهة ، أعلى وأسفل عين واحدة ، على الذقن ، وعلى الخشاء الأيمن.
3. قدم محفزات واسعة الطيف (نقرات) 50 مللي ثانية كأزواج بفاصل محفز 500 مللي ثانية. يجب تقديم أزواج من النقرات على بعد 10 ثوان.
4. سجل حتى يكون هناك 15 دقيقة من النوم النشط المستمر (المكافئ للرضيع لنوم حركة العين السريعة). اسمح للرضيع بإكمال فترة نومه الطبيعية. قد يستغرق ذلك >90 دقيقة لتحقيقه. سجل حالة الطفل (مثل العيون المفتوحة أو المغلقة ، والحركة ، وما إلى ذلك) خلال فترة النوم بأكملها.

3. تحليل البيانات

1. حدد 15 دقيقة من النوم المستمر والنشط. سيكون لهذه الفترة تردد عال ، وموجات دماغية منخفضة الجهد ، وتوتر عضلي منخفض ، وحركات عين كبيرة ، وستلاحظ إغلاق العينين.
2. تصفية البيانات لإزالة تداخل 60 هرتز والتردد المنخفض (<انحراف 1 هرتز)¹².
3. حدد العصور من خلال عرض الصوت الأول في كل زوج. متوسط 60 حقبة على الأقل. كلما زاد عدد العصور المستخدمة ، زادت نسبة الإشارة إلى الضوضاء.
4. قم بتصفية متوسط التتبع باستخدام مرشح ممر النطاق بين 10-50 هرتز. هذا يسمح بالتعرف على المكون بسهولة أكبر. باستخدام التتبع المتوسط المفلتر ، قم بقياس سعة P50 استجابة للحافز الأول والثاني بشكل مستقل. يتم تحديد موجات P50 على أنها الموجة الأولى بين 40 و 100 مللي ثانية بعد عرض التحفيز. يتم قياس السعة من الحوض الصغير السابق إلى الذروة.
5. اقسم سعة الموجة P50 استجابة للصوت الثاني على اتساع الموجة P50 استجابة للصوت الأول للحصول على نسبة البوابات الحسية P50.

النتائج

يجب أن تتراوح نسب البوابة الحسية لـ P50 عموماً من 0 إلى قيمة تزيد قليلاً عن 1.0. وعادةً ما تظهر القيم التي تتجاوز 2 فقط في حالة كانت سعات P50 أقل من 1.0 μV، وقد تشير هذه القيم إلى ضعف نسبة الإشارة إلى الضوضاء، لذا يجب إما استبعادها أو تقليصها إلى قيمة 2.0 ¹¹. أما القيم المتوسطة للرضع المأخوذين من عامة السكان فيجب أن تبلغ في المتوسط حوالي 0.4 ¹³. ويقدم الشكل 1 نموذجين من التخطيطات: أحدهما لرضيع لديه بوابة حسية نمطية، والآخر لرضيع لديه بوابة حسية ضعيفة.

يمكن حساب البوابة الحسية P50 عن طريق الطرح: سعة الاستجابة للصوت الأول ناقص سعة الاستجابة للصوت الثاني. ومع ذلك، هناك تباين كبير في توهين الإشارة من مصدرها عبر فروة الرأس وصولاً إلى القطب الكهربائي القياسي. وتشمل الأشياء التي يمكن أن تؤثر على التوهين سماكة الجمجمة، والشوائب (على سبيل المثال الأوساخ) الموجودة على فروة الرأس، ومحتوى الرطوبة على سطح فروة الرأس. يؤدي هذا التباين في توهين الإشارة بين الأفراد، ولدى الفرد نفسه بمرور الوقت، إلى تقليل موثوقية النتائج المستمدة من طريقة الطرح. وبناءً على ذلك، يتم الإبلاغ عن البوابة الحسية P50 عمومًا كنسبة: سعة الاستجابة للصوت الثاني مقسومة على سعة الاستجابة للصوت الأول.

يمكن استخدام نسب بوابات الحواس P50 كمقياس مستمر. ومع ذلك، فإن إنشاء نسبة يؤدي إلى إدخال تباين إضافي. وثمة بديل يتمثل في تقسيم النتائج إلى فئتين: بوابات حسية P50 "طبيعية" مقابل بوابات "ضعيفة". وفي البالغين، تُعتبر النسب < 0.40 طبيعية، بينما تُعتبر النسب >0.50 ضعيفة¹⁴. أما النسب التي تتراوح بين 0.40-0.50 فتُعتبر غير محددة، ويمكن إما إضافتها إلى أي من المجموعتين أو استبعادها من التحليل اللاحق. لم يتم تحديد نقاط قطع مناسبة للرضع بشكل نهائي؛ ومع ذلك، تشير الأعمال الأولية إلى أن نقاط القطع المماثلة لتلك المستخدمة في البالغين تكون مناسبة¹⁵.

الشكل 1. عينات من التخطيطات.  انقر هنا لعرض صورة أكبر.

المناقشة

يعتقد أن البوابات الحسية P50 تعكس تفاعلا معقدا للدوائر العصبية المثبطة الموجودة بشكل أساسي في الحصين وقشرة الفص الجبهي الظهرية الجانبية والمهاد¹⁶. وبالتالي ، فإن التغيرات في البوابات الحسية P50 عند الرضع قد تشير إلى تطور متغير في هذه المناطق من الدماغ.

في مناطق الدماغ هذه ، من المحتمل أن يكون تثبيط الخلايا العصبية الداخلية GABAergic للخلايا الهرمية الجلوتامينية مسؤولا عن عملية البوابات ، مع التثبيط الذي توفره خلايا GABAergic. يتم تعديل الخلايا العصبية الداخلية جابايرجيك نفسها عن طريق إدخال ادريناليه واتروبين. مدخلات الأدريناليه متقطعة وتثبط الخلايا العصبية الداخلية مما يقلل من قدرتها على تثبيط الخلايا الهرمية وبالتالي يمنع البوابات الحسية. تتمثل إحدى الصعوبات في تسجيل الأطفال المستيقظين في أنه حتى الضغوطات الخفيفة جدا ، مثل تطبيق الأقطاب الكهربائية ، يمكن أن تزيد من نغمة الأدريناليه وتتداخل مع القدرة على قياس قدرات البوابات الوظيفية.

على عكس تأثير المدخلات الأدرينالية المتقطعة ، فإن التحفيز الكولين للخلايا العصبية الداخلية هو منشط ويؤدي إلى تعزيز إطلاق الخلايا العصبية الداخلية ، وبالتالي تحسين البوابات الحسية¹⁷. تؤدي العوامل التي تقلل من المدخلات الكولينية ، مثل الأنماط الظاهرية الجينية المتعلقة بانخفاض تعبير مستقبلات اتروبين ، إلى مشاكل مزمنة في البوابات الحسية¹⁸. وبالمثل ، فإن انخفاض الإفراج عن الخلايا العصبية لمادة الكولين ، كما يحدث أثناء نوم حركة العين السريعة ، يقلل أيضا من نشاط الخلايا العصبية الداخلية والبوابات الحسية. النيكوتين مركب مثير للاهتمام حيث أن الاستخدام الحاد يحفز مستقبلات النيكوتين الكولين ويحسن البوابات الحسية^19،20 ، في حين أن الاستخدام المتكرر أو المزمن للنيكوتين ليس له أي تأثير عند استخدامه بمفرده ولكنه يمنع تأثيرات ناهضات أخرى²¹ ، على الأرجح لأن التحفيز المزمن يؤدي إلى إزالة حساسية المستقبلات²². الرضع الذين يتعرضون للنيكوتين قبل الولادة من خلال استخدام السجائر لدى الأمهات يعانون من ضعف البوابات الحسية P50¹².

كان هذا الوعي بالبيولوجيا الأساسية للبوابات الحسية الأساس المنطقي لتجربة عشوائية من مكملات أثناء الحمل مع المكون الغذائي الكولين, ناهض في مستقبلات اتروبين على الخلايا العصبية الداخلية. حدثت المكملات من أوائل الثلث الثاني من الحمل حتى حوالي 3 أشهر بعد الولادة. الرضع الذين تلقوا مكملات الكولين قد تسارعت في تطوير البوابات الحسية¹⁵.

تقييم نسبة البوابات الحسية للرضع P50 ممكن²³ ، موثوق به²⁴ ، ومستقر بين الرضاعة وأربع سنوات من سن²⁵. ترتبط الإعاقات في البوابات الحسية للرضع P50 بعوامل الخطر قبل الولادة للأمراض النفسية اللاحقة^12،26 ومع زيادة خطر الإصابة بأعراض نفسية في سن 4 سنوات من^{سن 27}. ومع ذلك ، لم يتم متابعة الرضع الذين يعانون من ضعف البوابات الحسية P50 بعد 4 سنوات من العمر. وبالتالي لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت البوابات الحسية للرضع P50 تنبئ بعلم النفس المرضي اللاحق أو ما إذا كانت الجهود المبذولة لتغيير البوابات الحسية للرضع P50 ستكون مفيدة كاستراتيجيات وقائية أولية.

يسمح تكييف نموذج البوابات الحسية السمعية P50 لدراسة الرضع باستكشاف الأسئلة المتعلقة بالوقت الذي يتطور فيه التثبيط الدماغي أثناء النمو ومتى ينحرف هذا التطور للأفراد المعرضين للأمراض العصبية والنفسية المرتبطة بالانتباه لاحقا. قد توفر الجهود المماثلة مع المهام الفسيولوجية الأخرى ، مثل عدم التطابق السلبي ، وتتبع العين ، وتثبيط النبضات نوافذ أخرى للتطور المبكر. من المأمول أن يؤدي تكييف المهام لاستخدامها في مرحلة الطفولة المبكرة إلى زيادة فهم المسار الزمني التنموي لهذه الاضطرابات بالإضافة إلى اقتراح استراتيجيات وقائية أولية جديدة¹⁷.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
E-Prime الإصدار 2.0	أدوات برامج علم النفس	EPR-225142	برنامج عرض التحفيز
وسادات تحضير الكحول مع الخفاف	Compumedics	95000016	ينظف البشرة استعدادا لوضع القطب الكهربائي
Ten20 Paste	Compumedics	92100032	معجون موصل EEG له صفات لاصقة لتثبيت الأقطاب الكهربائية في
مكانها سطح العشب Ag / AgCl أقطاب كهربائية (10 مم)	كهربائية	من Grass Technologies FS E5SHC-48	مقاس 10 مم لتسجيل إشارات مخطط كهربية الدماغ من سطح فروة الرأس وتعمل كأقطاب مرجعية وأرضية
أقطاب أقطاب سطحية Ag / AgCl (6 مم)	تستخدم أقطاب Grass Technologies	F E6SHC-48	6 مم لتسجيل حركات العين (EOG) وتوتر العضلات (EMG) من سطح الجلد الشريط
الجراحي الورقي	Micropore	1530-0	شريط لاصق منخفض يستخدم لإبقاء الأقطاب الكهربائية في مكانها
NuAmps Amp Amplifier	Neuroscan N	/ A	مكبر للصوت الرقمي أحادي القطب 40 قناة لتسجيل
مكبرات صوت الكمبيوتر EEG Harmon / Kardon	Harman / Kardon	HK206	تستخدم لتقديم "النقرات" السمعية