Name: P50 Sensorisches Gating bei Säuglingen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 55 s
Description: Lernen Sie die P50-Sensorik-Gating-Methode zur Messung früher Aufmerksamkeitsprozesse bei Säuglingen mittels EEG. Diese Technik ermöglicht die Erforschung neurodevelopmentaler Aufmerksamkeitsdefizite bereits im frühen Lebensalter.

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Diese Arbeit wurde, zumindest teilweise, von den National Institutes of Health (NIH-Fördernummern MH086383, MH056539 und MH015442) und vom Institute for Children's Mental Disorders finanziert.

1. Institutionelle Überprüfung und Aufsicht
<ol>
	<li>Jede Arbeit mit menschlichen Probanden erfordert die Genehmigung und Aufsicht des Institutional Review Board. Die hier berichteten Methoden wurden, wenn sie in der Forschung eingesetzt werden, vom Colorado Multiple Institutional Review Board (COMIRB) überprüft und genehmigt.</li>
</ol>
2. Vorbereitung und Aufnahme
<ol>
	<li>Planen Sie das Baby für 90 Minuten zur regulären Nickerchenzeit des Säuglings ein. Halten Sie saubere Elektroden, leitfähige EEG-Paste und einen dunklen, ruhigen Raum zur Verfügung. Füttern, rülpsen und wickeln Sie den Säugling, bevor Sie beginnen.</li>
	<li>Wischen Sie den Kopf ab, um die Impedanz zu minimieren. CZ hat die größte Amplitude P5011. Platzieren Sie eine Elektrode an der CZ, auf der Stirn, über und unter einem Auge, am Kinn und am rechten Warzen.</li>
	<li>Präsentieren Sie 50 ms Breitspektrum-Stimuli (Klicks) als Paare mit einem Interstimulus-Intervall von 500 ms. Klickpaare sollten im Abstand von 10 Sekunden angezeigt werden.</li>
	<li>Nehmen Sie auf, bis 15 Minuten ununterbrochener aktiver Schlaf vorhanden sind (das Äquivalent zum REM-Schlaf bei Säuglingen). Lassen Sie das Kind seine natürliche Schlafphase beenden. Dies kann >90 Minuten dauern. Erfassen Sie den Status Ihres Babys (z. B. offene oder geschlossene Augen, Bewegung usw.) während der gesamten Schlafperiode.</li>
</ol>
3. Datenanalyse
<ol>
	<li>Identifizieren Sie 15 Minuten ununterbrochenen, aktiven Schlaf. Diese Periode hat eine hohe Frequenz, niedrige Spannungs-Gehirnwellen, einen niedrigen Muskeltonus, große Augenbewegungen und zeichnet sich durch geschlossene Augen aus.</li>
	<li>Filtern Sie Daten, um 60-Hz-Interferenzen und niedrige Frequenzen (<1 Hz Drift)12 zu entfernen.</li>
	<li>Identifizieren Sie Epochen durch die Darstellung des ersten Tons in jedem Paar. Durchschnittlich mindestens 60 Epochen. Je größer die Anzahl der verwendeten Epochen, desto größer ist das mögliche Signal-Rausch-Verhältnis.</li>
	<li>Filtern Sie die gemittelte Ablaufverfolgung mit einem Bandpassfilter zwischen 10 und 50 Hz. Dadurch kann das Bauteil leichter identifiziert werden. Messen Sie mit dem gefilterten gemittelten Tracing die P50-Amplitude als Reaktion auf den ersten und zweiten Stimulus unabhängig voneinander. P50-Wellen werden als die erste Welle zwischen 40 und 100 ms nach der Stimuluspräsentation identifiziert; Die Amplitude wird von der vorhergehenden Talsohle bis zur Spitze gemessen.</li>
	<li>Dividieren Sie die Amplitude der P50-Welle als Reaktion auf den zweiten Schall durch die Amplitude der P50-Welle als Reaktion auf den ersten Ton, um ein P50-Sensor-Gating-Verhältnis zu erhalten.</li>
</ol>

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<li>Gillow, S., Hunter, S., Ross, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+of+P50+sensory+gating+in+preschoolers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Invest.+Med%22%5BJournal%5D)">Stability of P50 sensory gating in preschoolers.</a> J. Invest. Med. 58 (1), 154-155 (2010).</li>
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</ol>

Dr. Ross und Dr. Hunter erhalten eine Gehaltsunterstützung aus NIH-finanzierten Zuschüssen. Alle anderen Autoren haben keine Konflikte offenzulegen.

Es wird angenommen, dass das sensorische Gating von P50 ein komplexes Zusammenspiel von inhibitorischen Neuroschaltkreisen widerspiegelt, die sich hauptsächlich im Hippocampus, im dorsolateralen präfrontalen Kortex und im Thalamusbefinden 16. Daher können Veränderungen des sensorischen P50-Gating bei Säuglingen auf eine veränderte Entwicklung in diesen Regionen des Gehirns hindeuten.
In diesen Hirnregionen ist wahrscheinlich die GABAerge Interneuronenhemmung von glutaminergen Pyramidenzellen für den Gating-Prozess verantwortlich, während die Hemmung durch GABAerge Zellen erfolgt. Die GABAergen Interneurone werden selbst durch adrenergen und cholinergen Input moduliert. Der adrenerge Input ist intermittierend und hemmt die Interneuronen, was ihre Fähigkeit zur Hemmung von Pyramidenzellen verringert und somit das sensorische Gating blockiert. Eine der Schwierigkeiten bei der Aufzeichnung wacher Säuglinge besteht darin, dass selbst sehr milde Stressfaktoren, wie das Anlegen von Elektroden, den adrenergen Tonus erhöhen und die Fähigkeit beeinträchtigen können, funktionelle Gating-Fähigkeiten zu messen.
Im Gegensatz zu den Auswirkungen eines intermittierenden adrenergen Inputs ist die cholinerge Stimulation von Interneuronen tonisch und führt zu einem verstärkten Feuern der Interneuronen, wodurch das sensorische Gating verbessertwird 17. Faktoren, die den cholinergen Input verringern, wie z. B. genetische Phänotypen, die mit einer verminderten cholinergen Rezeptorexpression zusammenhängen, führen zu chronischen Problemen beim sensorischen Gating18. In ähnlicher Weise verringert eine verminderte neuronale Freisetzung von Cholin, wie sie während des Nicht-REM-Schlafs auftritt, auch die Interneuronenaktivität und das sensorische Gating. Nikotin ist eine interessante Verbindung, da akuter Konsum die nikotinischen cholinergen Rezeptoren stimuliert und das sensorische Gating verbessert19,20, während wiederholter oder chronischer Nikotinkonsum bei alleiniger Einnahme keine Wirkung hat, sondern die Wirkung anderer Agonisten blockiert21, vermutlich weil chronische Stimulation zu einer Rezeptordesensibilisierung führt22. Säuglinge, die durch den Zigarettenkonsum der Mutter pränatal Nikotin ausgesetzt sind, haben ein beeinträchtigtes sensorisches P50-Gating12.
Dieses Bewusstsein für die grundlegende Biologie des sensorischen Gating war die Begründung für eine randomisierte Studie zur Supplementierung während der Schwangerschaft mit der Nahrungskomponente Cholin, einem Agonisten am cholinergen Rezeptor auf Interneuronen. Die Supplementierung erfolgte vom Beginn des zweiten Trimesters bis etwa 3 Monate nach der Geburt. Säuglinge, die eine Cholin-Supplementierung erhalten hatten, hatten die Entwicklung des sensorischen Gating beschleunigt15.
Die Beurteilung des sensorischen Gating-Verhältnisses von Säuglingen ist machbar23, zuverlässig24 und stabil zwischen dem Säuglingsalter und dem Alter von vier Jahren25. Beeinträchtigungen des sensorischen P50-Gating bei Säuglingen sind mit pränatalen Risikofaktoren für spätere psychiatrische Erkrankungenassoziiert 12,26 und mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung psychiatrischer Symptome im Alter von 4 Jahren27. Säuglinge mit beeinträchtigtem sensorischem P50-Gating wurden jedoch nie über das Alter von 4 Jahren hinaus beobachtet; daher bleibt unklar, ob das P50-sensorische Gating bei Säuglingen prädiktiv für eine spätere Psychopathologie ist oder ob Bemühungen, das P50-sensorische Gating bei Säuglingen zu verändern, als primäre Präventionsstrategien nützlich sein werden.
Die Adaption des auditorischen P50-Sensorik-Gating-Paradigmas für Säuglingsstudien ermöglicht die Erforschung von Fragen im Zusammenhang mit der Frage, wann sich während der Entwicklung eine zerebrale Hemmung entwickelt und wann diese Entwicklung bei Personen schief läuft, die anfällig für spätere aufmerksamkeitsassoziierte neuropsychiatrische Erkrankungen sind. Ähnliche Bemühungen mit anderen physiologischen Aufgaben, wie z. B. Mismatch-Negativität, Eye-Tracking und Prepuls-Hemmung, könnten weitere Fenster in die frühe Entwicklung bieten. Es ist zu hoffen, dass die Adaption von Aufgaben für den Einsatz im frühen Säuglingsalter das Verständnis für den zeitlichen Verlauf dieser Störungen verbessern und neue Primärpräventionsstrategien vorschlagen kann17.

Viele neuropsychiatrische Erkrankungen - einschließlich Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS), bipolare Stimmungsstörung und Schizophrenie - werden als neurologische Entwicklungsstörungen angesehen, was bedeutet, dass das Auftreten von Symptomen zumindest teilweise auf sehr frühe Aberrationen in der Gehirnentwicklung zurückzuführen ist. Die frühen Entwicklungsstörungen des Gehirns können über Jahre oder sogar Jahrzehnte vor dem Auftreten der vollständigen Störung stumm oder nur mit unspezifischen Symptomen verbunden sein. Dieses Modell deutet darauf hin, dass ein vollständiges Verständnis der Störung Methoden erfordert, um sehr subtile Veränderungen der Gehirnfunktion sehr früh in der Gehirnentwicklung zu messen.
P50 sensorisches Gating spiegelt einen frühen Schritt im Aufmerksamkeitsprozesswider 1,2. P50 Sensory Gating bezieht sich auf eine spezifische Aufgabe, eine auditiv evozierte potentielle Aufgabe, die mit verhaltensbezogenen und neurokognitiven Aufmerksamkeitstests korreliert und zerebrale Hemmmechanismen widerspiegelt3,4. In dieser Aufgabe werden den Probanden zwei identische Breitspektrum-Hörreize ("Klicks") präsentiert, während eine EEG-Antwort aufgezeichnet wird. Ein auditiver Reiz löst eine konsistente, im EEG gemessene Gehirnreaktion aus; Die Reaktion umfasst eine Welle, die bei Erwachsenen etwa 50 ms nach dem Stimulus auftritt. Da die Welle in positiver Richtung verläuft, wird diese Welle als P50-Welle bezeichnet. Die meisten Individuen zeigen eine signifikant reduzierte Reaktion auf den zweiten Reiz eines Paares im Vergleich zum ersten, was die Fähigkeit des Gehirns widerspiegelt, die Reaktion auf irrelevante, sich wiederholende Informationen automatisch zu hemmen (sensorische Informationen zu "gaten"). Viele psychiatrische Erkrankungen mit Aufmerksamkeitssymptomen - einschließlich Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS), bipolarer Stimmungsstörung und Schizophrenie - sind mit einer Beeinträchtigung des sensorischen Gating verbunden5-7.
Auditory P50 sensorische Gating-Ergebnisse können durch den adrenergen Tonus eines Probanden verfälscht werden8. Während des REM-Schlafs ist der adrenerge Tonus vermindert, was den REM-Schlaf zu einem optimalen Zeitpunkt für die Aufgabenverwaltung macht9,10. Da das sensorische P50-Gating eine passive Aufgabe ist und Säuglinge einen Großteil ihres Tages im aktiven Schlaf verbringen (die Säuglingsversion des REM-Schlafs), kann das sensorische P50-Gating auch bei sehr jungen Säuglingen gemessen werden.

<table><tbody><tr><td>E-Prime Version 2.0 Professionelle</td><td>Psychologie Software-Tools</td><td>EPR-225142</td><td>Stimulus-Präsentationssoftware</td></tr><tr><td>Alkohol-Vorbereitungspads mit Bimsstein</td><td>Compumedics</td><td>95000016</td><td>Reinigt die Haut zur Vorbereitung auf die Elektrodenplatzierung</td></tr><tr><td>Ten20 Paste</td><td>Compumedics</td><td>92100032</td><td>EEG-leitfähige Paste mit adhäsiven Eigenschaften, um Elektroden an Ort und Stelle zu halten</td></tr><tr><td>Gras Ag/AgCl Oberfläche Elektroden (10 mm)</td><td>Grass Technologies</td><td>FS E5SHC-48</td><td>10 mm Elektroden dienen zur Aufzeichnung von EEG-Signalen von der Oberfläche der Kopfhaut und dienen als Referenz- und Masseelektroden</td></tr><tr><td>Grass Ag/AgCl Oberflächenelektroden (6 mm)</td><td>Grass Technologies</td><td>F E6SHC-48</td><td>6 mm Elektroden werden zur Aufzeichnung von Augenbewegungen (EOG) und Muskelspannungen (EMG) von der Hautoberfläche verwendet</td></tr><tr><td>Papier Chirurgisches Klebeband</td><td>Mikropore</td><td>1530-0</td><td>Niedriges Klebeband, das verwendet wird, um Elektroden an Ort und Stelle zu halten</td></tr><tr><td>NuAmps Verstärker</td><td>Neuroscan</td><td>N/A</td><td>40-Kanal-monopolarer Digitalverstärker für die Aufzeichnung von EEG</td></tr><tr><td>Harmon/Kardon Computer Lautsprecher</td><td>Harman/Kardon</td><td>HK206</td><td>Wird verwendet, um auditive "Klicks" zu präsentieren</td></tr></tbody></table>

p50 sensorisches gating bei säuglingen

P50 Sensory Gating in Infants

Aufmerksamkeitsdefizite sind häufig bei einer Vielzahl von neuropsychiatrischen Störungen, einschließlich Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung, Autismus, bipolarer Stimmungsstörung und Schizophrenie. Es gibt ein zunehmendes Interesse an den neurologischen Entwicklungskomponenten dieser Aufmerksamkeitsdefizite; Neuroentwicklungsbedingt bedeutet, dass die Defizite zwar in der Kindheit oder im Erwachsenenalter klinisch auffällig werden, die Defizite jedoch das Ergebnis von Problemen in der Gehirnentwicklung sind, die im Säuglingsalter oder sogar pränatal beginnen. Trotz dieses Interesses gibt es nur wenige Methoden, um die Aufmerksamkeit sehr früh im Säuglingsalter zu beurteilen. Dieser Bericht konzentriert sich auf eine Methode, das auditorische P50-Sensorik-Gating bei Säuglingen.
Attention besteht aus mehreren Komponenten. Eine der frühesten Komponenten der Aufmerksamkeit, die als sensorisches Gating bezeichnet wird, ermöglicht es dem Gehirn, sich wiederholende, nicht-informative sensorische Informationen auszublenden. Auditives P50-sensorisches Gating bezieht sich auf eine Aufgabe, die darauf ausgelegt ist, das sensorische Gating anhand von EEG-Veränderungen zu messen. Wenn identische auditive Reize im Abstand von 500 ms präsentiert werden, ist die evozierte Reaktion (Veränderung im EEG, die mit der Verarbeitung des Klicks verbunden ist) auf den zweiten Reiz im Allgemeinen relativ zur Reaktion auf den ersten Reiz reduziert (d.h. die Reaktion ist "gated"). Wenn die Reaktion auf den zweiten Reiz nicht reduziert ist, wird dies als schlechtes sensorisches Gating angesehen, spiegelt eine gestörte zerebrale Hemmung wider und korreliert mit Aufmerksamkeitsdefiziten.
Da die auditive P50-Sensorik-Gating-Aufgabe passiv ist, ist sie von potentiellem Nutzen für die Erforschung von jungen Säuglingen und kann ein Fenster in den Entwicklungszeitverlauf von Aufmerksamkeitsdefiziten bei einer Vielzahl von neuropsychiatrischen Störungen bieten. Das Ziel dieser Präsentation ist es, die Methodik zur Bewertung des auditiven P50-sensorischen Gating bei Säuglingen zu beschreiben, eine Methodik, die von denen übernommen wurde, die in Studien an erwachsenen Populationen verwendet wurden.

Die P50-Sensorgating-Verhältnisse sollten im Allgemeinen zwischen 0 und etwas über 1,0 liegen. Werte über 2 treten im Allgemeinen nur bei P50-Amplituden unter 1,0 μV auf, können auf ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis hinweisen und sollten entweder verworfen oder auf einen Wert von 2,0 begrenzt werden11. Die mittleren Werte von Säuglingen aus der allgemeinen Bevölkerung sollten etwa 0,4 betragen13. Abbildung 1 zeigt zwei Beispielkurven: eine von einem Säugling mit typischem sensorischem Gating; eine von einem Säugling mit schlechtem sensorischem Gating.
Die P50-Sensorgating kann durch Subtraktion berechnet werden: Amplitude der Antwort auf den ersten Ton minus Amplitude der Antwort auf den zweiten Ton. Allerdings besteht eine große Variabilität bei der Dämpfung des Signals von seiner Quelle über die Kopfhaut bis zur Mess-Elektrode. Faktoren, die die Dämpfung beeinflussen können, umfassen die Dicke des Schädels, Ablagerungen (z. B.. Schmutz) auf der Kopfhaut sowie der Feuchtigkeitsgehalt an der Oberfläche der Kopfhaut. Diese Variabilität in der Signalabschwächung zwischen verschiedenen Probanden und beim selben Probanden über die Zeit hinweg verringert die Zuverlässigkeit der Ergebnisse einer Subtraktionsmethode. Daher wird die P50-Sensorgating in der Regel als Verhältnis angegeben: Amplitude der Antwort auf den zweiten Ton geteilt durch die Amplitude der Antwort auf den ersten Ton.
P50-Sensory-Gating-Verhältnisse können als kontinuierliches Maß verwendet werden. Die Bildung eines Verhältnisses führt jedoch zu zusätzlicher Variabilität. Eine Alternative besteht darin, die Ergebnisse in „normal“ versus „beeinträchtigt“ bezüglich des P50-Sensory-Gatings zu kategorisieren. Bei Erwachsenen gelten Verhältnisse &lt; 0,40 als normal und &gt; 0,50 als beeinträchtigt14. Werte zwischen 0,40 und 0,50 gelten als unbestimmt und können entweder einer der beiden Gruppen zugeordnet oder von der weiteren Analyse ausgeschlossen werden. Für Säuglinge sind geeignete Trennwerte bisher nicht endgültig festgelegt; vorläufige Untersuchungen deuten jedoch darauf hin, dass ähnliche Trennwerte wie bei Erwachsenen angemessen sind15.
<img alt="P50-Sensorgating-EEG-Diagramme, die typische und schlechte Reaktion zeigen; Messungen in Mikrovolt; Auswirkung des Stimulus." fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50065/50065fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50065/50065fig1.jpg" width="500px" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Abbildung 1"> 
Abbildung 1. Beispielhafte Aufzeichnungen.  <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50065/50065fig1highres.jpg" target="_blank">Hier klicken, um die Abbildung in größerer Auflösung anzuzeigen</a>.

Methoden zur Aufzeichnung des auditiven sensorischen P50-Gatings, einem physiologischen Marker für zerebrale Hemmung, der frühe Stadien der Aufmerksamkeit widerspiegelt, werden beschrieben.

P50 Sensorisches Gating bei Säuglingen

Attentional deficits are common in a variety of neuropsychiatric disorders including attention deficit-hyperactivity disorder, autism, bipolar mood ...

Hi, ich bin Ally Newton. Ich bin Dr. Sharon Hunter. Ich bin Dr. Randy Ross.Wir gehören zu den Jerome Kern Labs und dem Entwicklungs-Forschungsprogramm an der University of Colorado Denver School of Medicine. Wir werden die auditorische sensorische Gating-Funktion bei Säuglingen demonstrieren, insbesondere das P50-Gating. Aufmerksamkeitsdefizite kommen bei mehreren psychiatrischen Erkrankungen häufig vor, darunter Schizophrenie, bipolare Störung, Autismus und Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS).Das Interesse an den neurodevelopmentalen Komponenten dieser Aufmerksamkeitsdefizite hat zugenommen. Neurodevelopmental bedeutet, dass die Defizite, obwohl sie klinisch im Kindes- oder Erwachsenenalter deutlich werden, auf Problemen der Gehirnentwicklung beruhen, die bereits sehr früh im Leben beginnen, in der Säuglingszeit oder sogar pränatal. Trotz dieses wachsenden Interesses gibt es nur wenige Methoden zur Messung von Intention und Säuglingsverhalten, insbesondere solche, die in den ersten Tagen oder Wochen nach der Geburt angewendet werden können.Die P50-Sensorgating-Methode ist eine Methode, die bei sehr jungen Säuglingen angewendet werden kann. Die Aufmerksamkeit besteht aus mehreren Komponenten. Wir konzentrieren uns hier auf eine der frühesten Komponenten.Das Gehirn ist darauf ausgelegt, sich wiederholende, nicht-informative sensorische Reize zu filtern oder zu unterdrücken. Die sensorische Hemmung kann mithilfe akustisch evozierter Potentiale gemessen werden. Ein neuartiger akustischer Reiz löst charakteristische, mittels Elektroenzephalographie (EEG) aufgezeichnete Wellenmuster aus, die entweder als positive (P) oder negative (N) bezeichnet werden, abhängig von der Latenz, zu der sie nach der Reizgabe bei einer typischen Erwachsenenreaktion auftreten.Zu den frühen Antwortkomponenten gehören die N 40-, P 50- und N 100-Wellen. Die Latenzen bei Kindern sind länger, die Wellen werden jedoch weiterhin als N 40, P 50 und N 100 bezeichnet, um die Konsistenz mit der Literatur an Erwachsenen zu wahren. Bereits ab der zweiten Präsentation eines Stimulus sind die hemmenden Systeme des Gehirns aktiv, und die evozierte Antwort nimmt ab.Wir konzentrieren uns auf die P50-Welle, die sehr früh in der sensorischen Verarbeitung ohne bewusste Gedanken auftritt. Später werden wir zeigen, wie dies quantifiziert werden kann, aber im Allgemeinen deutet eine Verringerung der Antwort auf den zweiten Ton im Vergleich zum ersten auf eine gute sensorische Gating-Funktion hin und stellt einen wichtigen ersten Schritt der Aufmerksamkeit dar. Das Versagen, die Antwort auf den zweiten Ton zu hemmen, zeigt eine schlechte sensorische Gating-Funktion an und ist mit Schwierigkeiten in der Aufmerksamkeit verbunden.Da der Teilnehmer nicht aufgefordert wird, etwas zu tun, eignet sich diese Aufgabe ideal für die Untersuchung von Säuglingen. Es gibt noch einen weiteren wichtigen Aspekt: Dieser automatische, präattentive inhibitorische Prozess ist während Phasen erhöhter Erregung unwirksam.Das Anbringen von Elektroden an einem Baby reicht aus, um es zu wecken und eine genaue Beurteilung der sensorischen Gating-Funktion zu verhindern. Um dies zu vermeiden, muss dem Baby erlaubt werden, vor der Aufzeichnung des P50 in den aktiven Schlaf zu gelangen, die kindliche Form des schnellen Augenbewegungs- oder REM-Schlafs. Für das sensorische Gating werden Silber-Silberchlorid-Elektroden, die mit leitfähigem Gel gefüllt sind, mithilfe von medizinischem Klebeband am Kind befestigt.Elektroenzephalogramm, EEG, und auditorisch evozierte Potenziale werden von der Schädelmitte an der Stelle zz abgeleitet. Zur Unterstützung der Schlafstadienbestimmung wird ein bipolares Elektrogramm oder EOG von Elektroden oberhalb und seitlich entweder des linken oder rechten Auges aufgezeichnet. Zusätzlich wird ein submentales Elektromyogramm oder EMG erfasst.Die Signale werden 5.000-mal verstärkt und zwischen 0,05 und 100 Hertz gefiltert. EOG-Signale werden 1.000-mal verstärkt und zwischen 1 und 200 Hertz gefiltert, und EMG-Signale werden 10.000-mal verstärkt und zwischen 1 und 2.200 Hertz gefiltert. Die Abtastrate beträgt 1.000 Hertz.Die Daten werden in das ACI-Format umgewandelt. Für die weitere Analyse wird die von MathWorks und NA Massachusetts USA verfügbare MATLAB-Software verwendet, sobald festgestellt wurde, dass das Kind schläft, und die Elektrodenimpedanzen unter 10 Kilohm liegen. Gekoppelte Klicks mit einer Dauer von 50 Millisekunden und einem Abstand von 500 Millisekunden werden über zwei Lautsprecher, die sich auf beiden Seiten des Kopfes befinden, präsentiert. Das Inter-Stimulus-Intervall zwischen den Klick-Paaren beträgt konstant 10 Sekunden.Das Volumen wird so eingestellt, dass jeder Klick einen Schalldruckpegel von 85 Dezibel ergibt. Der Schalldruckpegel während der Tonaufnahme wird fortgesetzt, solange das Säugling schläft, wodurch im Allgemeinen zwischen 30 und 90 Minuten kontinuierliche Daten gewonnen werden. Schlafphasen von mehr als 60 Minuten Dauer sind in der Regel erforderlich, um ausreichend lange Phasen aktiven Schlafes identifizieren zu können.Zur Analyse werden die besten Daten gewonnen, während das Baby schläft. Das Ziel sind mindestens 15 Minuten ununterbrochenen aktiven Schlafes. Um diese Dauer zu erreichen, nehmen wir in der Regel eine Stunde bis eineinhalb Stunden lang auf.Es gibt viele Maßnahmen, die die Wahrscheinlichkeit erhöhen können, dass das Säuglingsproband während der Untersuchung weiterhin schläft. Dazu gehört, den Besuch zur üblichen Schlafzeit des Säuglings zu planen, einen ruhigen Raum abseits anderer Aktivitäten zu nutzen, den Raum abzudunkeln, sowie ein Bett, eine Babyschaukel und einen Schaukelstuhl bereitzustellen, damit die für das Baby bevorzugte Option gewählt werden kann. Ein Tuch wird am Kopfende der Schaukel oder des Bettes unter den Kopf des Babys gelegt.Es ist wichtig, alles vor der Ankunft des Babys vorbereitet zu haben, einschließlich sauberer Elektroden, leitfähiger EEG-Paste und der Aufzeichnungsapparatur, beispielsweise einem Neuro-Scan-Gerät von Com Medics, Neuro Scan in Charlotte, North Carolina. Schließlich und vielleicht am wichtigsten ist es notwendig, mehr Zeit einzuplanen, als man ursprünglich vermutet. Babys sind Barometer für Stress, und wenn der Versuchsleiter sich unter Druck gesetzt fühlt, wird sich das Baby gestresst fühlen und nicht so gut schlafen.Wenn das Baby angekommen ist, stellen Sie sicher, dass es gefüttert wurde, aufstoßen ließ und seine Windel sauber ist, bevor Sie mit dem Wickeln beginnen. Falls das Baby dies bevorzugt, wischen Sie den Kopf mit einem Elektroden-Vorbereitungstupfer ab, um die Impedanz zu minimieren. Leitfähige EEG-Paste und Mullbindeband werden verwendet, um die Elektroden an ihrem Platz zu halten. Eine Elektrode wird zur Erdung an der Stirn oder hinter den Ohren platziert, was dazu dient, die Auswirkungen von Umgebungsgeräuschen zu reduzieren.Eine Elektrode wird als Referenzelektrode auf das rechte oder linke Mastoid befestigt. Die Referenz kann auch auf der Nase angebracht werden, solange sie auf der gleichen Linie des Gesichts wie das Mastoid liegt. Gelegentlich wird ein Maßband verwendet, um den mittleren Punkt am Kopf für die Platzierung der CZ-Elektrode zu bestimmen.Eine Elektrode wird am Punkt Cz platziert. Für das EEG werden zwei weitere angebracht, um die EOG-Aktivität beziehungsweise Augenbewegungen zu erfassen: eine auf dem Knochen oberhalb der Augenbraue und eine auf dem Knochen rechts vom Auge. Eine weitere Elektrode wird am Kinn angebracht, um über ein EMG den Muskeltonus zu messen. Die Impedanzwerte überprüfen wir mithilfe von Neuroscan. Der Wert sollte idealerweise dunkelblau oder schwarz sein, was auf eine niedrige Impedanz hinweist.Manchmal ist es vorteilhaft, darauf zu warten, dass sich die Elektroden an der Kopfhaut des Säuglings erwärmen, da dies eine niedrigere Impedanzmessung bewirkt. Es kann außerdem notwendig sein, die Elektroden niederzudrücken, um die gewünschten Impedanzwerte zu erreichen. Normalerweise wird der Raum zu diesem Zeitpunkt abgedunkelt, doch aus Dreharbeiten Gründen lassen wir ihn beleuchtet.Begleitende Kommentare zum Prozess werden gleichzeitig aufgezeichnet, beispielsweise ob die Augen geöffnet oder geschlossen sind, ob Körperbewegungen auftreten, ob die Elektroden durch die Bewegung des Säuglings verschoben wurden oder zur Verbesserung der Ableitung neu positioniert wurden, ob externe Geräusche vorhanden sind und mögliche Zeiten aktiven Schlafes. Falls eine Herzfrequenz in der Ableitung sichtbar ist, verschieben Sie die EMG-Elektrode an eine knöcherne Stelle oder einen anderen Bereich des Kinns. Falls die Aufzeichnung gestört oder unklar ist, kann dies durch elektronische Störungen durch Geräte im Raum, beispielsweise ein Mobiltelefon, verursacht sein.Die Elektrode sitzt nicht sicher, in diesem Fall kann die Elektrode fester eingesetzt werden, um einen besseren Halt zu erzielen, oder die Drähte berühren eine andere elektrische Quelle, was vermieden werden kann, indem die Drähte mit Klebeband fixiert werden. Wenn das Baby aufwacht, erleichtert ein Kleberückstands-Entferner das Abnehmen des Klebebands und der leitenden Paste. Babytücher werden verwendet, um überschüssige Paste vom Kopf des Babys zu entfernen.Die Familie wird anschließend bedankt, und die Aufzeichnung geht in die Offline-Analyse über. Hier sehen Sie einen Ausschnitt einer Ableitung von einem typischen Säugling. Der erste Schritt besteht darin, Phasen des aktiven Schlafes und Phasen des ruhigen Schlafes zu identifizieren.Insbesondere suchen wir nach einer Phase des aktiven Schlafes, die länger als 15 Minuten andauert. Der aktive Schlaf zeichnet sich durch starke Augenbewegungen und aktive Gehirnwellen aus, die sich durch hohe Frequenz und niedrige Spannung auszeichnen und in ihrem Aussehen dem Wachzustand des Kindes ähneln. Zudem zeigt sich ein niedriger Muskeltonus, angezeigt durch ein abgeflachtes EMG, und während der Aufnahme gesammelte Notizen weisen darauf hin, dass die Augen des Babys geschlossen sind und das Baby eine unregelmäßige Atmung aufweist.Nachdem Aufzeichnungsfilter auf die Spuren angewendet wurden, einschließlich solcher, die Wellen entfernen, die bei einer Frequenz von etwa 60 Hertz auftreten. 60-Hertz-Wellen werden von den meisten elektronischen Geräten in den USA erzeugt. Wir verwenden außerdem einen Filter, der Frequenzen unterhalb von einem Hertz herausfiltert, die durch unerhebliche Drifts im elektrischen Feld verursacht werden.Dadurch können wir Gehirnwellen von Wellen unterscheiden, die durch die Umgebung erzeugt werden. Wenn man auf einen drei Sekunden dauernden Abschnitt heranzoomt, kann man erkennen, wo die Klicks auftraten.Die Identifizierung spezifischer evozierter Potentialwellen ist jedoch anhand eines einzelnen zwei Sekunden langen Epics schwierig. Wir überlagern daher mehrere Epics, wobei je mehr Epics berücksichtigt werden, desto deutlicher jede Komponente wird. Hier bei 75 zusammengefassten Epics können Sie die Wellen erkennen, deren Messung uns interessiert.Die erste große positive Welle nach der Reizdarbietung wird als P1 oder P50 bezeichnet. Ihr folgt eine zweite, negativ verlaufende Welle, die als N100 bezeichnet wird. Bei Säuglingen treten diese Wellen später auf als bei Erwachsenen. Das P 50 für dieses Baby trat tatsächlich etwa 75 Millisekunden nach der Reizgabe auf, im Vergleich zu den bei Erwachsenen beobachteten 50 Millisekunden. Wir maßen die Amplitude des P 50 vom vorhergehenden Tiefpunkt bis zum nachfolgenden Peak, nachdem wir die Antwort auf den ersten und zweiten Ton erfasst hatten. Die zweite Amplitude wird durch die erste dividiert.Um ein Gating-Verhältnis zu bestimmen, wird die Latenz am höchsten Punkt des Peaks gemessen. Hier sehen Sie ein Beispiel eines Säuglings mit einem Verhältnis nahe eins, der das Gating nicht bestanden hat, und eines Säuglings mit einem Verhältnis näher null, was auf einen gut funktionierenden inhibitorischen Prozess hinweist, der eine normale sensorische Filterung ermöglicht. Eine eindeutige Grenze, ab welchem Prozentsatz eine normale sensorische Filterung als gegeben gilt, wurde bisher nicht festgelegt.Wir verwenden eine Grenze von 0,5, wobei zu beachten ist, dass jede Gating-Quote besser ist als gar keine. Das sensorische Gating bei P50 ist eine wirksame Methode zur Messung einer frühen präattentiven Komponente der Aufmerksamkeit. Die Methode ist sogar bei sehr jungen Säuglingen ab einem Alter von nur wenigen Stunden anwendbar.Diese Methode könnte Einblicke in die frühe Entwicklung ermöglichen. Sie könnte auch als Mechanismus nützlich sein, um neuartige Interventionen zu bewerten, die darauf abzielen, Aufmerksamkeitsstörungen zu verhindern, lange bevor sie klinisch relevant werden. Wir am Jerome Kern Labor hoffen, dass diese Darstellung hilfreich war, um grundlegende Anweisungen zur Beurteilung der P 50-Sensorgating bei jungen Säuglingen bereitzustellen.

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Forschung

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