Las mediciones electrofisiológicas y Análisis de la nocicepción en los bebés humanos

El objetivo general del siguiente experimento es registrar y caracterizar la actividad específica del cerebro y la médula espinal nociceptiva de los lactantes humanos. Esto se logra utilizando técnicas de EEG y EMG para medir la actividad electrofisiológica en el sistema nervioso central. Después de los procedimientos nocivos clínicamente esenciales, el primer paso es asegurarse de que se obtengan registros fisiológicos de alta calidad de los lactantes cuando experimentan estímulos nocivos experimentales, táctiles y esenciales.

A continuación, es necesario aplicar técnicas analíticas de posprocesamiento a los datos para caracterizar los patrones de actividad evocados. Se pueden obtener resultados que muestran que no hay actividad cerebral específica susceptiva y se puede registrar la médula espinal del cerebro infantil humano. Este método nos ayudará a entender cómo responde el sistema nervioso en desarrollo a la estimulación nociva.

Para comenzar a preparar este experimento, primero prepare la piel del bebé y luego coloque un mínimo de 16 electrodos individuales de EEG desechables de plata, cloruro de plata en la cabeza. De acuerdo con el sistema internacional modificado de colocación de electrodos 10 20, use pasta conductora de EEG para optimizar el acoplamiento eléctrico de la piel del electrodo. Aquí se puede ver un esquema de colocación de electrodos para registros de EEG modificado del sistema internacional de colocación de electrodos 10 20.

Utilice FCZ como electrodo de referencia para el registro. Utilice el mismo electrodo de tierra para el ECG y el EEG. Coloque un electrodo de tierra en el tórax o la cabeza.

Luego, para configurar el registro de ECG, prepare la piel y coloque electrodos de ECG en el lado izquierdo y derecho del tórax. Ate los cables de los electrodos para minimizar la interferencia eléctrica. A continuación, coloque un transductor de movimiento en el abdomen para medir la respiración.

El siguiente paso es preparar la piel y colocar electrodos EMG en el bíceps para la morice de ambas piernas. Ahora coloque una sonda de oxímetro de pulso en el pie contralateral al pie que se va a estimular, y asegúrese de que la sonda esté asegurada en su lugar. Verifique en el monitor la señal de EEG y verifique que la saturación de oxígeno y la frecuencia cardíaca se registren sin interrupciones de señal.

Por último, instale una videocámara montada en un trípode para enmarcar la cara del bebé, de modo que se puedan registrar los cambios en la expresión facial. Coloque un LED de diodo emisor de luz en el marco de la cámara. El LED está vinculado al circuito de temporización para que parpadee cuando se presente la estimulación para sincronizar el E-E-G-E-M-G y la grabación de video.

Una vez completada la configuración, comience la recopilación de datos. Comience la grabación de video y después de que el bebé se haya acomodado, sostenga el pie como si realizara una punción en el talón y marque las grabaciones de EEG y EMG. Esta época se usará para identificar una sección del control en segundo plano.

A continuación, aplique la estimulación táctil golpeando ligeramente un tapón de goma contra el talón. Estimula el pie que no está conectado al oxímetro de pulso. En este caso, la estimulación táctil se marca mediante el uso de un tapón de goma unido a una cabeza de impedancia en un martillo de tendón, que está conectado electrónicamente al equipo de grabación.

La grabación de video es un evento marcado por el flash LED. Se pueden aplicar toques repetidos y el estímulo se puede aplicar a diferentes regiones del cuerpo. Es decir, el hombro.

Ahora aplique la estimulación de control girando la lanceta 90 grados y colocándola contra el pie para que cuando se suelte la hoja con resorte, no entre en contacto con la piel. Una vez asentada la actividad del EEG, realice la punción del talón clínicamente esencial de acuerdo con la práctica clínica como talón. La lanza no se realizó en el bebé filmado hasta este punto, aquí se muestra una lanza en el talón en un bloqueo de tiempo infantil diferente del talón.

La lanza debe realizarse como se realizó para la estimulación de control después de la lanza del talón, no apriete el pie durante al menos 30 segundos para asegurarse de que las respuestas registradas se deban únicamente a la lanza. Después de recolectar la cantidad requerida de sangre, prepare las muestras para el análisis clínico. Guarde los datos y detenga todo el equipo de grabación.

A continuación, retire los electrodos. Por último, registre la información demográfica del bebé y los detalles del experimento. Introduzca estos datos en una base de datos anónima para su almacenamiento seguro y futuras referencias.

Repita este procedimiento en la muestra requerida de lactantes del estudio. Para comenzar el análisis de datos de EEG, primero, cree una época de EG de 1,7 segundos que corresponda a cada control táctil y estimulación de la lanza y el EEG de fondo. Esta época debe comenzar 0,6 segundos antes de cada evento.

El número de épocas correspondientes a cada modalidad debe ser la misma línea base, corrija la época restando la señal de línea base media. Luego, paso alto, fíltralos a 0,1 hercios. Considere la época registrada en CPZ o CZ para un análisis más detallado y excluya las épocas que fueron contaminadas por artefactos de movimiento con un cambio en amplitud mayor que 50, microvoltios en menos de 50 milisegundos.

Repita esto para todas las grabaciones. A continuación, alinee los seguimientos registrados de cada bebé para corregir la fluctuación de latencia entre 50 y 30 milisegundos. Post estimulación.

Realice un análisis de componentes principales en este intervalo de tiempo para identificar el potencial táctil que es la actividad EEG relacionada con la estimulación táctil. Considere la ÉPOCA como las variables y los puntos de tiempo. Las observaciones.

Análisis de componentes principales. Descompone las épocas de EEG en formas de onda básicas, denominadas componentes principales o PC, y representa una variación sistemática en la amplitud de la señal a través de puntos de tiempo. Ahora alinee las trazas para corregir la fluctuación de latencia entre 300 y 700 milisegundos después de la estimulación y realice un análisis de componentes principal en este intervalo de tiempo Para el análisis de datos de EMG, primero, calcule la raíz cuadrada media de la señal EMG en los primeros 1000 milisegundos después de la estimulación para los estímulos de control y lanza.

A continuación, realice una prueba T en los valores cuadráticos medios para determinar la retirada del reflejo espinal específico nociceptivo. Aquí vemos el gran promedio en CZ obtenido en todos los tipos de estimulación después de la alineación entre 50 y 300 milisegundos. Los componentes principales en negrita representan un potencial sensorial evocado tanto por la estimulación táctil como por la nociva, ya que los pesos de este componente son significativamente mayores después de la estimulación táctil y nociva en comparación con el EEG de fondo.

Por el contrario, el componente principal obtenido entre 300 y 700 milisegundos después del inicio del estímulo representa un potencial nociceptivo específico. El peso de este componente es significativamente mayor después de la estimulación nociva en comparación con la estimulación táctil y de fondo. A continuación se muestran ejemplos del potencial sensorial en azul en cz evocado por estimulación táctil en tres bebés, y aquí hay ejemplos del potencial nociceptivo específico en verde en cz evocado por lanza nociva en tres bebés.

Finalmente, aquí vemos un ejemplo de actividad EMG en un bebé después de una punción nociva del talón y una estimulación táctil no nociva del talón. La raíz cuadrada significa que la actividad EMG es significativamente mayor después de la estimulación nociva en comparación con la no nociva. Esta técnica allanará el camino en el campo de la neurociencia para que los investigadores comprendan el desarrollo del procesamiento del dolor.