Elektrophysiologische Messungen und Analyse von Nozizeption in Human Infants

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments ist es, die nozizeptive spezifische Gehirn- und Rückenmarksaktivität von Säuglingen aufzuzeichnen und zu charakterisieren. Dies wird mit Hilfe von EEG- und EMG-Techniken erreicht, um die elektrophysiologische Aktivität im Zentralnervensystem zu messen. Nach klinisch essentiellen schädlichen Verfahren besteht der erste Schritt darin, sicherzustellen, dass qualitativ hochwertige physiologische Aufzeichnungen von Säuglingen erhalten werden, wenn sie experimentellen, taktilen und essentiellen schädlichen Reizen ausgesetzt sind.

Als nächstes müssen nachträgliche Analysetechniken auf die Daten angewendet werden, um die evozierten Aktivitätsmuster zu charakterisieren. Es können Ergebnisse erzielt werden, die zeigen, dass keine suszeptive spezifische Gehirn- und Rückenmarksaktivität aus dem menschlichen Säuglingsgehirn aufgezeichnet werden kann. Diese Methode wird uns helfen zu verstehen, wie das sich entwickelnde Nervensystem auf schädliche Stimulation reagiert.

Um mit der Einrichtung für dieses Experiment zu beginnen, bereiten Sie zuerst die Haut des Säuglings vor und platzieren Sie dann mindestens 16 einzelne Einweg-EEG-Elektroden aus Silber und Silberchlorid auf dem Kopf. Verwenden Sie gemäß dem modifizierten internationalen 10-20-Elektrodenplatzierungssystem EEG-leitfähige Paste, um die elektrische Kopplung der Elektrodenhaut zu optimieren. Hier ist ein Schema der Elektrodenplatzierung für EEG-Aufzeichnungen zu sehen, modifiziert vom internationalen 10 20 Elektrodenplatzierungssystem.

Verwenden Sie FCZ als Referenzelektrode für die Aufnahme. Verwenden Sie die gleiche Masseelektrode für das EKG und das EEG. Platzieren Sie eine Erdungselektrode auf der Brust oder dem Kopf.

Um dann die EKG-Aufzeichnung einzurichten, bereiten Sie die Haut vor und platzieren Sie EKG-Elektroden auf der linken und rechten Seite des Brustkorbs. Binden Sie die Elektrodenkabel zusammen, um elektrische Störungen zu minimieren. Platzieren Sie als Nächstes einen Bewegungswandler auf dem Bauch, um die Atmung zu messen.

Der nächste Schritt besteht darin, die Haut vorzubereiten und EMG-Elektroden auf dem Bizeps für die Haut beider Beine zu platzieren. Platzieren Sie nun eine Pulsoximetersonde auf dem Fuß kontralateral zum Fuß, der stimuliert werden soll, und stellen Sie sicher, dass die Sonde an Ort und Stelle sitzt. Überprüfen Sie den Monitor auf das EEG-Signal und überprüfen Sie, ob die Sauerstoffsättigung und die Herzfrequenz ohne Signalaussetzer aufgezeichnet werden.

Richten Sie schließlich einen auf einem Stativ montierten Camcorder ein, um das Gesicht des Säuglings einzurahmen, damit Veränderungen im Gesichtsausdruck aufgezeichnet werden können. Platzieren Sie eine LED-Leuchtdiode im Kamerarahmen. Die LED ist mit der Zeitschaltung verbunden, so dass sie blinkt, wenn eine Stimulation präsentiert wird, um die E-E-G-E-M-G und die Videoaufnahme zu synchronisieren.

Sobald die Einrichtung abgeschlossen ist, beginnen Sie mit der Datenerfassung. Starten Sie die Videoaufzeichnung und halten Sie den Fuß, nachdem sich das Kind beruhigt hat, wie bei einer Fersenlanze und markieren Sie die EEG- und EMG-Aufzeichnungen. Diese Epoche wird verwendet, um einen Abschnitt des Hintergrundsteuerelements zu identifizieren.

Wenden Sie anschließend eine Berührungsstimulation an, indem Sie leicht mit einem Gummistopfen gegen die Ferse klopfen. Stimulieren Sie den Fuß, der nicht am Pulsoximeter befestigt ist. Hier wird die Berührungsstimulation ereignismarkiert, indem ein Gummistopfen verwendet wird, der an einem Impedanzkopf an einem Sehnenhammer befestigt ist, der elektronisch mit dem Aufnahmegerät verbunden ist.

Die Videoaufzeichnung wird durch den LED-Blitz gekennzeichnet. Wiederholte Berührungen können angewendet werden und der Reiz kann auf verschiedene Körperregionen angewendet werden. IE die Schulter.

Wenden Sie nun eine Kontrollstimulation an, indem Sie die Lanzette um 90 Grad drehen und so gegen den Fuß legen, dass sie beim Loslassen der federbelasteten Klinge nicht mit der Haut in Berührung kommt. Nachdem sich die EEG-Aktivität eingestellt hat, führen Sie die klinisch notwendige Fersenlanze in Übereinstimmung mit der klinischen Praxis als Ferse durch. Die Lanze wurde nicht an dem Säugling durchgeführt, der bis zu diesem Zeitpunkt gefilmt wurde, hier ist eine Fersenlanze an einem anderen Säuglingszeitverriegelung der Ferse.

Die Lanze sollte wie bei der Kontrollstimulation nach der Fersenlanze durchgeführt werden, drücken Sie den Fuß mindestens 30 Sekunden lang nicht, um sicherzustellen, dass die aufgezeichneten Reaktionen ausschließlich auf die Lanze zurückzuführen sind. Nachdem Sie die erforderliche Blutmenge entnommen haben, bereiten Sie die Proben für die klinische Analyse vor. Speichern Sie die Daten und stoppen Sie alle Aufnahmegeräte.

Entfernen Sie dann die Elektroden. Notieren Sie abschließend die demografischen Informationen des Säuglings und die Versuchsdetails. Geben Sie diese Daten in eine anonymisierte Datenbank ein, um sie sicher zu speichern und später zu referenzieren.

Wiederholen Sie diesen Vorgang in der erforderlichen Stichprobe von Säuglingen in der Studie. Um mit der Analyse der EEG-Daten zu beginnen, erstellen Sie zunächst eine EG-Epoche von 1,7 Sekunden, die jeder Berührungssteuerung und Lanzenstimulation sowie dem Hintergrund-EEG entspricht. Diese Epochen sollten 0,6 Sekunden vor jedem Ereignis beginnen.

Die Anzahl der Epochen, die jeder Modalität entsprechen, sollte die gleiche Basislinie sein, korrigieren Sie die Epoche, indem Sie das mittlere Basisliniensignal subtrahieren. Dann Hochpass, filtern Sie sie bei 0,1 Hertz. Betrachten Sie die Epoche, die in CPZ oder CZ aufgezeichnet wurde, für die weitere Analyse und schließen Sie Epochen aus, die durch Bewegungsartefakte mit einer Amplitudenänderung von mehr als 50 Mikrovolt in weniger als 50 Millisekunden kontaminiert wurden.

Wiederholen Sie diesen Vorgang für alle Aufnahmen. Richten Sie als Nächstes die von jedem Säugling aufgezeichneten Kurven so aus, dass Latenz-Jitter zwischen 50 und 30 Millisekunden korrigiert werden. Nach der Stimulation.

Führen Sie in diesem Zeitintervall eine Analyse der Hauptkomponenten durch, um das taktile Potenzial zu identifizieren, das die EEG-Aktivität in Bezug auf die taktile Stimulation ist. Betrachten Sie die EPOCHE als die Variablen und die Zeitpunkte. Die Beobachtungen.

Prinzipielle Komponentenanalyse. Zerlegt die EEG-Epochen in grundlegende Wellenformen, die als Hauptkomponenten oder PCs bezeichnet werden, und stellt eine systematische Variation der Amplitude des Signals über Zeitpunkte dar. Richten Sie nun die Kurven aus, um den Latenz-Jitter zwischen 300 und 700 Millisekunden nach der Stimulation zu korrigieren, und führen Sie in diesem Zeitintervall eine Analyse der Hauptkomponenten durch. Berechnen Sie für die EMG-Datenanalyse zunächst das mittlere Quadrat des EMG-Signals in den ersten 1000 Millisekunden nach der Stimulation für die Kontroll- und Lanzenstimuli.

Führen Sie dann einen T-Test mit den mittleren quadratischen Werten durch, um den nozizeptiven spezifischen Rückzug des spinalen Reflexes zu bestimmen. Hier sehen wir den großen Durchschnitt bei CZ, der über alle Stimulationstypen nach einem Alignment zwischen 50 und 300 Millisekunden erhalten wurde. Die Hauptkomponente in fetter Linie stellt ein sensorisches Potential dar, das sowohl durch die taktile als auch durch die schädliche Stimulation hervorgerufen wird, da die Gewichte dieser Komponente nach der taktilen und schädlichen Stimulation im Vergleich zum Hintergrund-EEG signifikant größer sind.

Im Gegensatz dazu stellt die Hauptkomponente, die zwischen 300 und 700 Millisekunden nach dem Einsetzen des Stimulus erhalten wird, ein nozizeptives spezifisches Potential dar. Das Gewicht dieser Komponente ist nach der schädlichen Stimulation im Vergleich zur taktilen Stimulation und zum Hintergrund deutlich größer. Hier sind Beispiele für das sensorische Potential in Blau bei cz, das durch taktile Stimulation bei drei Säuglingen hervorgerufen wird, und hier sind Beispiele für das nozizeptive spezifische Potential in Grün bei cz, das durch eine schädliche Lanze bei drei Säuglingen hervorgerufen wird.

Schließlich sehen wir hier ein Beispiel für die EMG-Aktivität bei einem Säugling nach schädlicher Fersenlanze und nicht schädlicher Berührungsstimulation der Ferse. Die Wurzel bedeutet, dass die quadratische EMG-Aktivität nach schädlicher Stimulation im Vergleich zu nicht schädlicher Stimulation signifikant größer ist. Diese Technik wird den Forschern auf dem Gebiet der Neurowissenschaften den Weg ebnen, um die Entwicklung der Schmerzverarbeitung zu verstehen.