在人类婴儿的伤害性电生理测量和分析

以下实验的总体目标是记录和表征人类婴儿伤害性感受特异性大脑和脊髓活动。这是使用 EEG 和 EMG 技术来测量中枢神经系统的电生理活动来实现的。遵循临床必要的有害程序，第一步是确保在婴儿经历实验性、触觉和必要的有害刺激时从婴儿那里获得高质量的生理记录。

接下来，需要对数据应用后处理分析技术，以表征诱发的活动模式。可以获得的结果表明，无法从人类婴儿大脑中记录到敏感的特定大脑和脊髓活动。这种方法将帮助我们了解发育中的神经系统如何对有害刺激做出反应。

要开始设置此实验，首先准备婴儿的皮肤，然后在头部放置至少 16 个单独的一次性 EEG 银氯化银杯电极。根据修改后的国际 10 20 电极贴装系统，使用 EEG 导电浆料优化电极皮肤电耦合。在这里，可以看到从国际 10 20 电极放置系统修改而来的脑电图记录的电极放置示意图。

使用 FCZ 作为记录的参考电极。对 ECG 和 EEG 使用相同的接地电极。将接地电极放在胸部或头部。

然后，要设置心电图记录，请准备皮肤并将心电图电极放在胸部的左侧和右侧。将电极引线绑在一起，以尽量减少电气干扰。接下来，在腹部放置一个运动传感器来测量呼吸。

下一步是准备皮肤并将 EMG 电极放在双腿的二头肌上以测量 morice 的肌肉。现在将脉搏血氧仪探头放在将要刺激的脚对侧的脚上，并确保探头固定到位。检查监视器的脑电图信号，并检查血氧饱和度和心率是否被记录下来，没有信号丢失。

最后，设置一个安装在三脚架上的摄像机来构图婴儿的面部，以便记录面部表情的变化。将发光二极管 LED 放入相机取景框。LED 与定时电路相连，因此当出现刺激时它会闪烁，以同步 E-E-G-E-M-G 和视频录制。

设置完成后，开始数据收集。开始录像，在婴儿安顿下来后，像执行足跟喷枪一样握住脚，并对 EEG 和 EMG 记录进行事件标记。此纪元将用于标识后台控件的一部分。

接下来，用橡胶塞轻轻敲击脚后跟，施加触摸刺激。刺激未连接到脉搏血氧仪的脚。在这里，触摸刺激是通过使用连接到肌腱锤上阻抗头的橡胶塞来标记的事件，该橡胶塞以电子方式连接到记录设备。

视频录制是由 LED 闪烁标记的事件。可以重复触摸，刺激可以应用于身体的不同区域。IE 肩膀。

现在通过将柳叶刀旋转 90 度并将其靠在脚上来施加控制刺激，这样当弹簧加载的刀片松开时，它不会接触皮肤。脑电图活动稳定后，根据临床实践进行临床上必要的足跟采血。到目前为止，拍摄的婴儿没有进行 Lance，此处显示的是脚后跟 Lance 对不同的婴儿时间锁定脚后跟。

Lance 应像脚后跟 Lance 后的控制刺激一样执行，至少 30 秒内不要挤压脚，以确保记录的反应完全是由于 Lance。采集所需数量的血液后，准备样本进行临床分析。保存数据并停止所有录制设备。

然后取下电极。最后，记录婴儿的人口统计信息和实验细节。将此数据输入到匿名数据库中，以便安全存储和将来参考。

在研究中所需的婴儿样本中重复此过程。要开始脑电图数据分析，首先，创建 1.7 秒的 EG 纪元，对应于每个触摸控制和枪支刺激以及背景脑电图。这些 epoch 应在每个事件前 0.6 秒开始。

对应于每种模式的 epoch 数应该是相同的基线，通过减去平均基线信号来校正 epoch。然后是高通，以 0.1 赫兹的频率对它们进行滤波。考虑在 CPZ 或 CZ 记录的纪元以进行进一步分析，并在不到 50 毫秒的时间内排除振幅变化大于 50、微伏的运动伪影污染的纪元。

对所有录制内容重复此作。接下来，对齐从每个婴儿记录的跟踪，以校正 50 到 30 毫秒之间的延迟抖动。刺激后。

在此时间间隔内进行主成分分析，以确定触觉电位是与触觉刺激相关的脑电图活动。将 EPOCH 视为变量和时间点。观察结果。

主成分分析。将 EEG 纪元分解为基本波形，称为主成分或 PC，并表示信号振幅跨时间点的系统变化。现在对齐轨迹以校正刺激后 300 到 700 毫秒之间的延迟抖动，并在这个时间间隔内进行主成分分析对于肌电图数据分析，首先，计算控制刺激和枪刺激后前 1000 毫秒内肌电图信号的均方根。

然后对均方根值进行 T 检验，以确定伤害性特异性脊髓反射退出。在这里，我们看到在 50 到 300 毫秒之间对齐后，在所有刺激类型中获得的 CZ 总平均值。粗线中的主要成分代表触觉和有害刺激所诱发的感觉电位，因为与背景脑电图相比，该成分在触觉和有害刺激后的重量明显更大。

相比之下，刺激开始后 300 到 700 毫秒之间获得的主要成分代表伤害感受特定电位。与触觉刺激和背景相比，该成分在有害刺激后的重量明显更大。显示脑电图 以下是三名婴儿触觉刺激在 cz 处蓝色感觉电位的示例，以下是三名婴儿的有害枪声诱发的 cz 绿色伤害性特定电位的示例。

最后，在这里我们看到一个婴儿在有害足跟采血和非有害触摸刺激足跟后 EMG 活动的例子。根表示与非有害刺激相比，有害刺激后的方 EMG 活动明显更大。这项技术将为研究人员在神经科学领域了解疼痛处理的发展铺平道路。