我们描述了在静息和应激条件下对18个月大儿童的自主神经系统进行连续监测的方法。结果显示，该方案能够在自主神经系统的两个分支中产生有意义的生理反应，并引发个体间反应模式的显著差异。
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摘要
摘要
自主神经系统（ANS）包含两个分支，即副交感神经和交感神经系统，调控内脏器官的功能（例如心率、呼吸、消化），并对日常及不利经历作出反应1。研究发现，儿童的ANS指标与其行为问题、情绪调节及健康状况相关2-7。因此，理解影响幼儿期ANS发育的因素具有重要意义。ANS的两个分支均会影响年幼儿童对刺激的心血管反应，并可通过外部监测设备以无创方式测量，所采用的生理变化指标具有良好的效度和信度8-11。然而，目前针对极年幼儿童同时测量副交感与交感神经系统的研究仍较少，这限制了对两个系统整合功能的理解。此外，现有针对年幼儿童的研究大多报告婴儿在静息状态下的ANS指标，或其对常见的母婴互动范式的反应，而对其他具有挑战性情境下的ANS反应了解较少。本文介绍了一项针对18个月龄儿童心脏自主神经调控的无创、快速评估的研究设计与标准化操作流程。我们描述了在家庭或实验室环境中，于静息与挑战条件下持续监测ANS副交感与交感分支的方法，并基于140名种族背景多样的幼儿样本，使用经过验证的设备与评分软件提供描述性结果。结果显示，该方案可在静息及发展性挑战条件下引发广泛的 生理反应，表现为心率以及副交感和交感神经活动指标的变化。个体在静息水平、对挑战的反应及挑战反应性方面表现出 差异，进一步证明该方案适用于探究幼儿ANS的个体差异。
引言
儿童自主神经系统（ANS）反应性的个体差异在身心健康问题的发生和发展中起着重要作用12-16。越来越多的证据表明，静息状态下及应激反应中ANS指标的个体差异，能够预测儿童内化和外化心理病理学表现4,9,17-19以及身体健康状况7,20。除了ANS功能的这些直接或主效应外，越来越多的研究发现，儿童的反应性可与环境风险因素（如不良事件或婚姻冲突）产生交互作用，从而调节这些因素对儿童健康与福祉的影响（参见文献 21 的综述）。尽管现有证据日益表明儿童自主神经反应性在一生健康中具有作用，且相关机制也受到越来越多关注，但仍需进一步研究以探讨三岁以下儿童ANS功能的发展过程。
自主神经系统（ANS）包含两个分支，即副交感神经和交感神经系统。它主要通过无意识机制调节内脏器官的功能（例如， 心率、呼吸、消化和性兴奋），以应对日常及不利经历1。副交感神经系统（PNS）是“休息与恢复”系统，在睡眠或放松时维持较低的静息心率和恢复性状态。交感神经系统（SNS）是“战斗或逃跑”系统，通过加快心率来应对紧急或威胁性情况23。呼吸性窦性心律不齐（RSA）是副交感神经系统对心脏功能影响的可靠指标，而射血前期（PEP）是交感神经系统对心脏功能影响的可靠指标。通过成人样本中的药理阻断实验已证实，RSA 和 PEP 均为有效的测量指标24,25。近年来，相关研究已扩展至儿童和青少年样本，进一步确立了 RSA 和 PEP 作为发育过程中自主神经系统活动的有效且可靠的测量手段8,26,27。使用带状和点状电极进行可靠的阻抗心动图测量（PEP）在成人样本中已有较长时间的应用28。近年来，平行的测量与分析技术在儿童样本中也被证明具有良好的信度和效度11,29,30，尽管在年幼儿童中采集 PEP 数据的情况仍较为罕见。
关于婴儿和幼儿周围神经系统（PNS）功能的文献已相当丰富，包括迷走神经张力和呼吸性窦性心律不齐的测量。然而，使用每搏输出量指数（PEP）研究交感神经系统（SNS）的研究较少，同时考察副交感神经和交感神经系统的研究则更为稀少，而这种同步研究对于理解两者高度整合的功能至关重要。在少数针对幼儿PEP的研究中，大多数发现其研究方案在应对挑战时未能引起PEP在组间水平上的显著变化8,31。已有研究表明，自婴儿期起，静息状态下的PNS指标具有稳定性，并与气质、行为及健康状况相关13,16,26,32,33；但对于SNS反应性及其随时间的稳定性、与发育的关系，以及影响其发展轨迹的因素，目前仍了解有限。PNS反应主要被认为与社会参与有关16，而SNS反应则被认为反映“战斗或逃跑反应”1，同时也可能体现对奖赏的敏感性（参见参考文献 34 的综述）。在年幼儿童中，由于注意力持续时间较短，在实验室环境中模拟特定挑战并使其参与其中具有较大难度。此外，对于需要同时测量PNS和SNS的七点电极贴片，幼儿可能会感到不适，这也带来了测量上的挑战。同时，在发展科学领域，如何充分诱发“应激反应性”，同时尊重儿童的发展需求及与儿童合作的伦理规范，目前仍缺乏统一标准。本文介绍了一种标准化方案的实施与评分方法，该方案包含静息和挑战两种条件，旨在诱发18个月大儿童的副交感神经和交感神经系统反应。
自主神经系统（ANS）反应性通常被概念化为个体在面对特定外部刺激时相对于对照状态或静息状态所产生的生理反应，这种反应在不同个体间存在差异22。对生命早期心理与身体健康问题病因的研究，促使科学家特别关注儿童对能够引发适应性反应或可被视为应激挑战的情境所产生的反应性。大量文献将这一现象称为“应激反应性”，尽管面对挑战性刺激可能引发多个领域内的广泛反应。因此，下述方案旨在诱发涵盖多个领域的自主神经系统反应，包括两种形式的静息状态（聆听舒缓摇篮曲、观看平静中性视频）以及针对18个月龄幼儿设计的三种发展适宜性挑战：预期/惊吓（玩具盒弹出小丑）、感觉刺激（柠檬汁）和社会情绪刺激（聆听患病婴儿啼哭）。本方案借鉴了我们此前针对12个月龄婴儿8和3至5岁儿童11的现有方案，旨在使其对幼儿（18至21个月龄）具有发展挑战性、吸引力且可耐受。
本文介绍了“发育挑战方案”（Developmental Challenges Protocol, DCP）以及来自“压力、饮食与早期发育研究”（Stress, Eating and Early Development, SEED）中孕妇及其子代在18个月随访阶段的近似数感（ANS）数据。研究招募了妊娠健康且无并发症的孕妇参与者 2013至2014年期间，针对妊娠期体重增加与产前压力开展了一项研究，参与者为超重、低收入且种族和民族背景多样化的孕妇。在婴儿出生后不久，以及在本研究数据收集开始前（即后代年龄为18至21个月大时，2014至2015年期间），均已获得父母对其子女参与研究的知情同意。
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方案
本研究获得了加利福尼亚大学旧金山分校人类研究委员会的批准。
1. 实验前准备（详见材料清单中的设备完整列表）
- 通过打开计算机并将自主神经系统（ANS）数据采集单元连接至电源来设置设备。
注意：请勿开启采集单元。 - 在开始任何数据采集之前，设置 ANS 数据采集软件。选择与图1相匹配的设置。
图1. BioLab 软件配置设置。 本图显示了在步骤1.2中所述的 ANS 数据采集过程中应使用的配置设置截图。
- 在使用前，将点电极保存在密封包装中，因为电极暴露于空气中会随时间推移而降低质量。使用坚硬表面将点电极卡接到7根扣式导联线上。确保导联线无缠绕，并牢固连接至电极。
- 打开平板电脑，启动音频和视频应用程序（参见下方第4步）。将平板电脑的音量设置为最大音量的80%，扬声器音量设置为最大。
- 将三脚架和摄像机放置在不妨碍实验的位置。
- 在开始实验方案前，预先准备好柠檬汁测试所需物品。在一小纸杯中倒入清水，用于柠檬汁测试后的漱口（约3盎司）。从柠檬汁试剂包中取出极少量柠檬汁放入另一杯中，并用一次性塑料移液管吸取2滴柠檬汁（液面升至移液管第一个狭窄处，约等于0.1 ml）。将滴管置于纸巾上或放回柠檬汁杯中，放置于不碍事的位置。
2. 为发育挑战方案准备母亲与儿童
- 确保有两名人员——儿童评估员（CA）和计算机操作员（CO）——已准备好实施该方案。向母亲和儿童介绍工作人员，并使其感到舒适。通过眼神交流并与儿童交谈，以在母亲、儿童与工作人员之间建立信任关系。给予儿童一定空间，使其适应儿童评估员和计算机操作员。不要过度关注幼儿，以免使其感到压力。
- 询问母亲在将电极放置于儿童身上之前，是否需要喂食或更换尿布，以避免后续操作中断。在开始方案前，让母亲先满足儿童的需求。
- 在介绍阶段允许儿童在地板或开阔区域玩耍。一旦方案开始，指导母亲在全程中让儿童坐在其腿上，直至操作完成。
- 通过朗读脚本A（见补充信息）向母亲讲解整个方案流程。同时，直接向儿童说明此次访问中将要进行的事项。
3. 将自主神经系统采集设备连接至儿童
- 指导临床助理（CA）将电极贴片贴在儿童的颈部和躯干上（见图2），同时由临床观察员（CO）分散儿童的注意力。如有必要，可使用白色圆形贴纸在玩偶上示范电极的放置位置，以吸引儿童配合。操作应迅速，并将电极置于儿童衬衫内侧，以尽量减少儿童触碰或移除电极的可能性。
图2. 18个月大婴儿的电极配置。 注意：2个心电图电极以II导联方式放置。此外，图中还显示了颈部后方的替代电极放置位置。
- 将电极直接贴于皮肤上。用手指按压凝胶周围纸胶带处，确保点电极与皮肤充分贴合。所有电极之间必须相距至少3 cm，以保证信号正常传导。对于难以判断距离的位置，应使用卷尺测量相邻电极之间的距离，以确认达到该最小间距要求。 中心 每个电极的
注意：以下在儿童身上放置电极的顺序已被证明高效且易于被幼儿耐受。- 将连接红色（-）导线的电极置于下背部中央。
- 将连接白色（-）导线的电极置于剑突上方，剑突位于剑胸结合处（胸骨下端，左右肋弓交汇处）。确保该电极位于红色（-）贴片电极上方至少3 cm处。
- 将连接白色（+）导线的电极置于胸骨上切迹左侧（评估者右侧）的锁骨边缘处。
- 使用卷尺测量、核对并记录两个前电极（白色(+)和白色(-)）之间的距离（单位：cm），以供后续在阻抗评分程序中使用。
- 将连接棕色（-）导联的第一个心电图电极置于锁骨与肩胛骨相接的右锁骨处。按压电极周围的泡沫并触摸锁骨，沿锁骨长轴方向放置电极。
- 将连接棕色（+）导联的第二个心电图电极置于左侧下肋骨处。按压电极周围的泡沫，触摸以确认肋骨位置。
- 将连接黑色（-）导线的接地电极置于儿童右下肋，使其与左下肋电极的水平面齐平。
- 将导联的下端捆扎并夹在儿童衣物上，以尽量减少导联移动。指导操作员（CO）监控计算机。指导助理（CA）与儿童互动，并与母亲一起回顾方案中涉及的活动内容（参见补充信息中的脚本B）。
- 打开ANS数据采集单元以采集阻抗和心电图（ECG）信号。按下“Redetect”以开始心电图分析，然后单击程序窗口右下角绿灯旁的“Start”按钮一次。
- 电极放置后等待5分钟，使凝胶充分黏附于儿童皮肤，以确保心电图和阻抗信号的最佳传导。5分钟后，检查计算机屏幕上的信号，确认其显示正常（CO）。打开视频摄像机（CO）。
- 此期间避免与儿童进行闲聊。若儿童显得不安，可提供一个标准化的“可选”软质玩具供其握住（需计划在方案开始前立即从儿童手中取走玩具）。
注意：向儿童及其母亲说明，需要稍作等待，以确保设备正常工作。 - 向母亲展示儿童心脏活动的计算机图像，并解释每个信号的含义。提醒母亲，此项活动不用于诊断任何健康问题。向她保证，如果研究团队发现任何异常情况，将及时通知她。遵循脚本B（参见补充信息）。
- 此期间避免与儿童进行闲聊。若儿童显得不安，可提供一个标准化的“可选”软质玩具供其握住（需计划在方案开始前立即从儿童手中取走玩具）。
- 电极放置后等待5分钟，使凝胶充分黏附于儿童皮肤，以确保心电图和阻抗信号的最佳传导。5分钟后，检查计算机屏幕上的信号，确认其显示正常（CO）。打开视频摄像机（CO）。
4. 实施发育挑战方案中的任务
- 打开平板电脑中的媒体播放器。播放第一首时长为1分钟的摇篮曲。确保平板电脑置于儿童无法触及的位置。
- 将玩具盒放在孩子面前。缓慢旋转其手臂并播放音乐，直至布偶猴子弹出，整个过程持续15秒完成一圈。重复此操作四次。
- 使用脚本C开始柠檬汁任务（参见补充信息）。将2滴浓缩柠檬汁滴在儿童舌头的中心位置，稍靠前部但不至边缘，以防止果汁从舌面滚落。
注意：如果移液器曾放置在果汁杯中，滴加到舌头上之前，需将移液器外壁多余的液滴甩掉。- 安静等待10秒，保持友好、中性的表情。说 “它尝起来是什么味道？” 如果儿童需要安抚。
注意：柠檬汁任务必须持续至少20秒，从向儿童说明液体开始，到滴入其口中后等待并观察其反应为止。 - 滴加柠檬汁后至少等待10秒，然后说， “现在是喝水的时候了。” 并让孩子喝一小口水。如果孩子拒绝，等待几秒钟后，再次尝试并说， 现在你可以喝一口水了。 当评估者开始提供水（CO）时，按下 F4 键。
- 安静等待10秒，保持友好、中性的表情。说 “它尝起来是什么味道？” 如果儿童需要安抚。
- 使用媒体播放器在平板电脑上播放30秒患病婴儿啼哭的录音。确保平板电脑置于儿童无法触及的位置。
- 使用媒体播放器在平板电脑上播放第二首1分钟的摇篮曲。确保平板电脑置于儿童无法触及之处。
- 使用媒体播放器在平板电脑上播放2分钟中性视频。将平板电脑置于距离儿童面部约12英寸处，但不要让儿童抓取或自行持握平板电脑。
5. 发育挑战任务实施期间标记协议片段（CO）
- 指导操作员按下功能键（F键），这些功能键由用户预先设置，用于在数据评分期间标识任务或潜在问题，以在ANS数据中标记重要的实验步骤（参见表1）。若任务提前结束，请按下F11键（在文本框中输入“任务提前结束”及相关说明）；若出现重大实验方案问题或违规情况（例如电极脱落，或有人进入房间并干扰儿童），也需按下F11键（在文本框中输入相应说明）。
| 标记键 | 事件 | 开始后持续时间 |
| F1 | 摇篮曲1开始 | 60 sec |
| F2 | 玩具盒小丑开始 | 60 sec |
| F3 | 柠檬汁脚本开始 | 至少20 sec |
| F4 | 柠檬汁结束（提供饮水） | 至少10 ses |
| F5 | 婴儿哭声开始 | 30 sec |
| F6 | 摇篮曲2开始 | 60 sec |
| F7 | 视频开始 | 120 sec |
| F10 | DCP结束（视频结束） | |
| F11 | 严重不规则事件 |
表1：挑战任务期间用于标记实验方案事件的标记键。 如步骤5.1所述，显示了用于在自主神经系统（ANS）数据文件中标记重要实验方案事件及罕见情况的标记键。
6. 发育后挑战方案
- 让主试对母亲说：“这对您来说感觉如何？（暂停以听取回应）观察儿童对这些不同活动的反应非常有趣。现在我们将轻柔地取下您孩子皮肤上的电极。”
- 在触碰或移除电极前，先关闭自主神经系统（ANS）数据采集设备。
注意：设备关闭后将不会传导或传输电流。 - 取下电极时，用一根手指按紧电极周围的皮肤，另一只手取下电极。应向上拉起电极上的标签，并朝标签所指方向的反方向轻轻剥离。最后取下最敏感部位的电极（颈部前方和后方）。若儿童情绪特别激动或母亲希望亲自操作，可由母亲自行取下电极。使用湿巾清除皮肤上残留的电极胶，若皮肤潮湿或有凝胶残留，再用干燥纱布垫擦拭。
- 关闭摄像机。保存ANS数据文件，退出程序，并关闭计算机。
注意：ANS数据采集软件会生成两个数据文件，一个是“.mw”文件（原始ANS数据），另一个是“.event”文件，该文件记录了所按功能键的文本信息。
7. 呼吸性窦性心律失常评分
- 打开心率变异性 (HRV）分析程序来清理心电图（ECG）数据，并对心率（HR）、呼吸性窦性心律不齐（RSA）和呼吸频率（RR）进行评分。
图3. HRV分析主导航界面。 显示使用HRV分析评分软件对幼儿自主神经系统（ANS）数据进行评分的设置。要对片段进行评分，请将事件拖动到“事件类型”框中。
- 查阅数据收集过程中的任何可用现场记录，以了解可能发生的异常情况或错误。在弹出窗口（“选择或输入文件路径”）中找到并双击要评分的“.mw”文件。
注意：待评分的参与者数据文件名应显示在屏幕顶部的白色框内。- 将“通道标签”设置如下：通道1-ECG，通道2-Zo，通道3-DZ/dt。确认采样频率设置为1,000。点击屏幕底部的“ok”以打开主导航界面图3).
注意：这些通道应与数据采集期间设置的通道一致。 - 选择与图中一致的设置。将模式设为“事件”。将事件标识符设为“名称”，以查看任务的名称即，“盒中玩偶”）。将“事件后时间（秒）”设置为 30 秒。
注意：每个儿童的文件长度会有所不同。“类型”指协调员（CO）在实验过程中按下的功能（F）键。如果模式为时间（Time）而非事件（Event），则“片段时间”可设置为以秒为单位的不同时长即，30 或 60。 - 单击“HRV校准设置”选项卡。将计算方法设置为“整个范围”。将呼吸信号设置为“Zo”（而非dZ/dt）。将窗函数设置为“Hamming”。对于婴儿和幼儿，将极低频带（VLF频带）范围设置为0.003至0.04赫兹（Hz），低频带（LF频带）范围设置为0.04至0.15 Hz，高频带（HF频带）范围设置为0.15–1.04 Hz。
- 点击下一个标签页“R波峰值” & 伪影设置。” 将 IBI 和 MAD MED 设为“开启”。将最大心率（次/分钟（BPM））设为 230，最小心率设为 40 BPM。将 R 波峰值检测灵敏度滑块设为 1。将手动覆盖设为关闭。开启基线和肌电噪声滤波器（亮绿色），关闭陷波滤波器（深灰色）。将噪声滤波器设为 60 Hz。
- 点击下一个标签“附加设置”。在输出设置部分（“使用默认输出路径”）点击是/否框，以选择保存输出文件的默认位置。勾选“显示报告”按钮（亮绿色）。
注意：通过点击“使用默认视频路径”下方的“是/否”框，可查看同步视频。通过点击“使用已编辑数据”是/否框，可查看先前编辑过的数据文件。 - 返回“事件与模式”选项卡，点击“analyze”按钮。
- 当被问及“心电图是否倒置？”时，选择“否”或“是”。
注意：大多数心电图并未倒置。分析窗口将打开，显示30秒的数据。HRV分析程序会用浅蓝色圆点标记每个R波峰值，并在出现潜在“离群值”或不规则波形时标记黄色星号。当两个R波峰值之间的距离与该个体正常的R-R间期不一致时，系统可能会将其标记为离群值。 - 检查所有离群值（黄色星号），以确定出现黄色星号的原因（参见7.1.1.9中的编辑选项）。在完成必要的编辑后，将感兴趣的变量记录在数据日志中。
注意：分析窗口右下角的框显示了该片段计算出的数值，包括心率（HR）、呼吸频率（RR）和呼吸性窦性心律不齐（RSA）。 - 单击“编辑 R 值”（控制窗口中的绿色按钮）以检查离群值。单击放大镜图标可进一步放大。
- 使用红色“删除”按钮移除放置错误的黄色星标，使用白色“插入”按钮标记 R 波峰值。
注意：通常可以明确判断 R 波峰值应被删除或手动标记的位置。对于极度杂乱的片段，可使用黄色的“Remove Data Portion”按钮将其移除，操作时需先拖动浅蓝色的 x 光标，将其环绕待删除区域。此操作仅可在片段的起始或结束位置进行；为计算 30 秒片段的有效评分，必须保留连续 20 秒的数据。 - 单击屏幕底部的“OK”以保存编辑内容，返回上一界面并显示已编辑的数据。单击顶部工具栏中的“Write”按钮（白色按钮），将评分数据输出至 Excel 文件。对每个需评分的 30 秒时间间隔或任务重复此操作。
注意：“取消”将退出且不保存更改。 - 在编辑并完成所有30秒数据片段的记录后，点击“Controls”面板上的“Done”按钮。
注意：此时将弹出窗口，提示为编辑后的数据输入文件名。每个儿童的全部编辑数据和评分数据将保存至一个 .edh 文件中。
- 将“通道标签”设置如下：通道1-ECG，通道2-Zo，通道3-DZ/dt。确认采样频率设置为1,000。点击屏幕底部的“ok”以打开主导航界面图3).
8. 射血前期评分
注意：阻抗（IMP）分析程序可用于清理阻抗数据，并获取心率（HR）和射血前期（PEP）值。
图4. IMP分析阻抗校准设置界面。 使用阻抗分析评分软件对幼儿自主神经系统（ANS）数据进行评分时的设置显示如图。
- 打开IMP分析程序。双击IMP分析程序，并选择刚刚在HRV分析中评分的相同.mw文件。为每个“通道标签：”选择相同的通道，通道1-ECG，通道2-Zo，通道3-dZ/dt。点击“OK”。在事件与模式选项卡中，选择与HRV分析程序相同的设置。
- 点击“阻抗校准设置”选项卡（图4）。选择与图中相同的设置。将“Electrode Type”设为“spot”。输入电极间距（数据采集期间测量并记录的白色电极之间的距离）。对于幼儿，将“Ensemble Length (ms)”设为400。
- 将“Q点计算方法”设置为“最小值K-R间期”。将18个月大儿童的K值设为25（可根据个体情况对每个儿童调整K值）。将“B点计算方法”设置为“dZ/dt时间的百分比 + C”。将dZ/dt峰值百分比设为“55”，常数设为“4”。将“dZ/dt来源”设为“实测”。确认非移动式采集单元的“dZ/dt去趋势”指示灯处于开启状态。
- 点击“R波峰值” & 伪影设置”选项卡。确认 IBI 最小值/最大值和 MAD MED 检查已开启。将最大心率（BPM）设置为 230（适用于幼儿），最小心率（BPM）设置为 40。将峰值检测灵敏度设为 1。关闭手动覆盖功能。开启“基线和肌电噪声滤波器”（亮绿色）。关闭“陷波滤波器”（暗绿色）。关闭 60 Hz 设置。
- 点击“附加设置”选项卡。不要勾选“自动分析所有数据段”按钮。如果在HRV程序中进行了任何编辑，请在“使用已编辑数据”是非框中选择“是”。从弹出框中双击已编辑的(.edh)文件。将输出模式选择为“Excel”。点击亮绿色的“分析（Enter）”按钮。
注意：如果在评分HRV期间未进行任何编辑，则此处无需（也不可能）使用已编辑的数据。 - 单击“集成编辑器”以查看集成波形的全屏图像，该图像是对片段中所有波形进行平均后得到的结果。
- 检查Q点的位置，该位置由设置过程中输入的K值确定。滚动查看所有片段以核对Q点的放置。
注意：Q点应为红色（心电图）线上升至R波峰值之前的最低点。如果存在一个逐渐倾斜的“前Q”区域，则应在向R波上升坡度开始明显变陡处标记Q点。 - 返回阻抗校准设置选项卡，如果 K=25 时 Q 点标记不正确，则将 K 值增加 5。再次查看各段数据。持续调整 K 值，直至 Q 点标记达到最佳状态。
注意：每个儿童的 K 值必须保持一致；不得针对不同节段选择不同的数值，也不得手动移动任何标记。 - 记录每个评分段的 PEP 值。
注意：PEP 在每个个体内部相对稳定，通常在每次评估过程中，每个儿童的 PEP 波动范围为 4–6 ms。然而，不同儿童之间的 PEP 值可能存在显著差异。 - 单击“写入”按钮，将评分数据输出至 Excel 文件。对每个需要评分的部分重复此过程。
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结果
SEED 研究纳入了 162 对母婴配对（37% 非裔美国人；30% 拉丁裔；16% 白人；17% 其他或多种族）。在18个月的随访中，我们完成了对140名儿童（占入组样本的87%）的面对面评估；6名参与者已搬离，其余未完成随访的参与者则无法联系或无法安排访问。在可参与本次随访的母亲中，自主神经系统（ANS）数据采集部分的拒绝率为3/140（2%）。另有3次随访在21个月之后进行（超过目标年龄3个月以上），因此共有135名儿童在目标时间段内采集了ANS数据。由于信号质量差，其中2名儿童的ANS数据无法评分。因此，最终获得有效ANS数据的儿童为133名。本研究中提供ANS数据的儿童平均年龄为18.89个月（范围17.59–21.60；标准差 = 0.80），其中53%为女性。经年龄和性别调整后的体重/身长百分位数平均值为68.40（标准差 = 27.47）。
在133名具有可评分ANS数据的目标年龄段儿童中，100%的儿童能够耐受电极的安放，并开始接受发育挑战任务。其中3名儿童在任务中途退出，5名儿童在完成婴儿哭声任务后退出。由于设备问题，2名儿童未观看视频。所有...
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讨论
本研究发现，在18个月大的儿童样本中，采用标准化的静息和挑战任务（旨在诱发多种领域反应，包括惊吓、感觉、社交和静息状态）可引发一系列自主神经系统（ANS）反应。在这些静息和挑战条件下观察到的ANS平均反应水平，与其他研究者使用类似任务测量幼儿ANS反应性时所报告的ANS数值相似8,11,27,29。我们样本中ANS指标的平均水平介于年幼婴儿和较大儿童之间，这与已有证据一致，即在儿童期，心率随年龄增长而下降，而呼吸性窦性心律不齐（RSA）和预射血期（PEP）则随年龄增长而上升10。此外，我们还发现，在三个生理指标中，存在广泛的反应性得分（即从静息状态到挑战条件下的生理反应差异），RSA和PEP在多个挑战条件与静息状态得分之间均表现出若干具有统计学意义且具实际意义的差异。总体而言，这些结果表明，该实验方案成功捕捉到了在平静活动与发育挑战性任务之间转换过程中ANS的变化，并在中国台湾地区这一研究尚不充分的年龄段中，成功诱发了ANS交感神经和副交感神经分支均可测量的应激反应。除了在样本平均水平上观察到ANS变化的证据外，个体在静息ANS水平、任务期间ANS反应以及挑战反应性得分方面也表现出显著的变异性...
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披露
作者声明不存在任何竞争性经济利益。
致谢
这 本研究由美国国立卫生研究院（NIH）1 U01 HL097973、美国国家心肺血液研究所（NHLBI）5 R01 HL116511-02、加州大学旧金山分校临床与转化科学研究所（UCSF-CTSI）资助编号UL1 TR000004、罗伯特·伍德·约翰逊健康与社会学者项目（Robert Wood Johnson Health and Society Scholars Program）以及丽莎和约翰·普里茨克家族基金会（Lisa and John Pritzker Family Foundation）资助。作者还感谢Michelle Stephens在ANS数据评分方面的协助，以及Vanessa Tearnan、Marialma Gonzales-Cruz、Yurivia Cervantes、Amy Engler、Stephanie Grover和Karen Jones-Mason在ANS数据收集过程中的帮助，同时感谢Michael Coccia在数据处理方面的支持。我们衷心感谢参与本研究的各个家庭，也感谢协助我们测试和完善本实验方案的志愿者，包括第一作者的两名子女。我们还要感谢我们的导师，是他们教会了我们如何测量自主神经系统（ANS）活动，以及为何在年幼儿童中测量ANS反应性具有重要意义：W. Thomas Boyce、Gary Bernston和Dave Lozano。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 自主神经系统（ANS）设备 | |||
| 笔记本电脑及电源线 | Dell | 60-0107-3.0 | Mindware BioLab 软件需要配备两个 USB 接口的 PC |
| 自主神经系统（ANS）数据采集软件 | Mindware | 联系公司 | BioLab 采集程序 |
| 自主神经系统（ANS）数据采集单元及连接线 | Mindware | 50-3711-08 | BioNex 8 槽机箱 |
| 快接导联线 | Mindware | 93-0498-00 | 白色 2 根、红色 2 根、棕色 2 根、黑色 1 根 |
| 贴片电极 | Kendall | 31112496 | 130 型号；每次评估使用 7 个，另备若干，始终密封于自封袋中 |
| 自主神经系统（ANS）数据评分/编辑软件 | Mindware | 联系公司 | HRV Analysis，版本 3.1.0F 和 IMP Analysis，版本 3.1.0I |
| 实验方案设备 | |||
| 平板电脑 | Apple | iPad；用于播放音频和视频片段 | |
| 便携式扬声器 | Polariod | PBT510 | |
| Jack in the Box | Schylling | SMJB | 袜子猴子主题 |
| 柠檬汁 | ReaLemon | 98077 | 0.14 盎司，常温保存小包装 |
| 巴斯德移液管 | Grainger | 6FAV9 | 1 ml 规格，一次性使用 |
| 分装杯 | Dart Solo Con | 250PC | 2.5 盎司，一次性塑料杯 |
| 婴儿啼哭音频文件 | Alkon 实验室 | 在新生儿重症监护室录制的 30 秒片段 | |
| 基线摇篮曲音频文件 | Rockabye Baby Music | 《Rockabye Baby Lullaby Renditions of the Beatles》CD 中的《Across the Universe》片段，时长 60 秒"""" | |
| 最终摇篮曲音频文件 | Rockabye Baby Music | 《Rockabye Baby Lullaby Renditions of the Beatles》CD 中的《Here Comes the Sun》片段，时长 60 秒"""" | |
| 中性视频文件 | 2 分钟 Baby Einstein 视频 | ||
| 可伸缩卷尺 | Rollfix | TM04 | |
| 其他材料 | |||
| 电源浪涌保护器 | 用于连接所有电子设备 | ||
| 浪涌保护器用两脚转接插头 | |||
| 摄像机 | Sony | Handycam HDR-CX440 | |
| 视频编码器、电源线及输入线 | Mindware | 50-8614-01 | 可选；用于同步视频与自主神经系统（ANS）数据文件 |
| 婴儿湿巾和纱布 | 用于清洁和擦干油性皮肤 | ||
| 玩具 | 在评估过程中用于分散儿童注意力 | ||
| 视觉辅助材料 | 展示电极贴附在儿童身上的图片，以及向参与者说明实验流程的图示 | ||
| 研究助理用实验流程脚本 | |||
| 平板电脑和扬声器的充电线 | |||
| 玩偶和贴纸 | 必要时用于演示 |
参考文献
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