Déclenchement sensoriel P50 chez les nourrissons

Bonjour, je suis Ally Newton. Je suis le Dr. Sharon Hunter. Je suis le Dr. Randy Ross.

Nous faisons partie des laboratoires Jerome Kern et du programme de recherche en développement à l’École de médecine de l’Université du Colorado à Denver. Nous allons démontrer la latence P 50 chez le nourrisson, une forme de filtrage sensoriel auditif. Les troubles de l’attention sont fréquents dans plusieurs troubles psychiatriques, notamment la schizophrénie, le trouble bipolaire, l’autisme et le trouble du déficit de l’attention avec hyperactivité, ou TDAH.

On observe un intérêt croissant pour les composantes neurodéveloppementales de ces déficits attentionnels. Par composante neurodéveloppementale, on entend que, bien que les déficits deviennent cliniquement manifestes à l’enfance ou à l’âge adulte, ils résultent de troubles du développement cérébral commençant très tôt dans la vie, en période infantile ou même prénatale. Malgré cet intérêt croissant, peu de méthodes permettent de mesurer l’intention et l’âge infantile, en particulier des méthodes applicables durant les premiers jours ou semaines suivant la naissance.

La latence P 50 est une méthode qui peut être utilisée chez les très jeunes nourrissons. L'attention comporte plusieurs composantes. Nous nous concentrerons ici sur l'une des composantes les plus précoces.

Le cerveau est conçu pour filtrer ou atténuer les informations sensorielles répétitives et non informatives. La latence sensorielle peut être mesurée à l'aide de potentiels évoqués auditifs. Un stimulus auditif nouveau provoque des ondes classiques enregistrées par électroencéphalographie, ou EEG ; ces ondes sont désignées comme positives (P) ou négatives (N), selon leur latence après l'apparition du stimulus, dans une réponse typique chez l'adulte.

Les composantes de la réponse précoce incluent les ondes N 40, P 50 et N 100. Les latences sont plus longues chez les enfants, mais les ondes sont toujours désignées par N 40, P 50 et N 100 afin de maintenir la cohérence avec la littérature établie sur les adultes. Dès la deuxième présentation d'un stimulus, les systèmes inhibiteurs du cerveau s'activent et la réponse évoquée diminue.

Nous nous concentrons sur l'onde P 50, qui apparaît très précocement dans le traitement sensoriel, sans intervention de la pensée consciente. Nous montrerons plus tard comment quantifier ce phénomène, mais en général, une réduction de la réponse au second son par rapport au premier indique une bonne inhibition sensorielle et constitue une étape essentielle pour l'attention. L'incapacité à inhiber la réponse au second son traduit une mauvaise inhibition sensorielle et est associée à des difficultés attentionnelles.

Étant donné qu'aucune action n'est demandée au participant, cette tâche convient idéalement à une utilisation avec de jeunes nourrissons. Il existe un autre aspect important : ce processus inhibiteur automatique et préattentionnel est inefficace pendant les périodes d'excitation accrue.

Placer des électrodes sur un bébé suffit à provoquer une agitation et empêche une évaluation précise de la filtration sensorielle. Pour contrer cela, il faut permettre au bébé d'entrer en sommeil actif, la version infantile du sommeil paradoxal ou sommeil REM, avant l'enregistrement du P50. Des électrodes en argent, chlorure d'argent, remplies de gel conducteur, sont fixées sur l'enfant à l'aide d'un ruban adhésif médical.

L'électroencéphalogramme (EEG) et les potentiels évoqués auditifs sont enregistrés au sommet du cuir chevelu au site zz. Pour faciliter le stade du sommeil, un électrogramme bipolaire ou EOG est enregistré à partir d'électrodes situées directement au-dessus et latéralement à l'œil gauche ou droit. Un électromyogramme (EMG) sus-mentonnier est également enregistré.

Les signaux sont amplifiés 5 000 fois et filtrés entre 0,05 et cent hertz. Les signaux EOG sont amplifiés mille fois et filtrés entre un et 200 hertz, et les signaux EMG sont amplifiés 10 000 fois et filtrés entre un et 2 200 hertz. La fréquence d'échantillonnage est fixée à mille hertz.

Les données sont converties au format ACI. Une analyse supplémentaire utilise le logiciel MATLAB disponible chez MathWorks et NA, Massachusetts, États-Unis, une fois que l'on a déterminé que l'enfant est endormi et que les impédances des électrodes sont inférieures à 10 kilos. Des clics appariés de 50 millisecondes de durée, espacés de 500 millisecondes, sont présentés à l’aide de deux haut-parleurs placés de chaque côté de la tête. L’intervalle inter-stimulus entre les paires de clics est constant et fixé à 10 secondes.

Le volume est ajusté de manière à ce que chaque clic produise un niveau sonore de 85 décibels. Le niveau de pression acoustique de l’enregistrement est maintenu tant que le nourrisson reste endormi, produisant généralement entre 30 et 90 minutes de données continues. Des périodes de sommeil supérieures à 60 minutes sont généralement nécessaires pour identifier suffisamment de périodes de sommeil actif.

Pour l'analyse, les meilleurs données sont obtenues pendant que le bébé dort. L'objectif est d'obtenir au moins 15 minutes de sommeil actif ininterrompu. Afin d'atteindre cette durée, nous enregistrons généralement pendant une heure à une heure et demie.

De nombreuses mesures peuvent être prises pour maximiser les chances que le nourrisson participant reste endormi. Cela inclut la planification d'une visite pendant l'heure habituelle de sieste du nourrisson, l'utilisation d'une pièce calme éloignée des autres activités, l'assombrissement de la pièce, ainsi que la mise à disposition d'un berceau, d'une balançoire pour bébé et d'une chaise à bascule, selon les préférences du bébé. Une feuille est placée sous la tête du bébé au niveau de la tête de la balançoire ou du berceau.

Il est important d’avoir tout préparé avant l’arrivée du bébé, y compris des électrodes propres, une pâte conductrice, un dispositif d’enregistrement EEG, tel qu’un neuro scan fabriqué par Com Medics, Neuro Scan à Charlotte, Caroline du Nord. Enfin, et peut-être surtout, vous devrez prévoir plus de temps que vous ne pensez en avoir besoin. Les bébés sont des baromètres du stress, et si l’expérimentateur se sent pressé, le bébé ressentira du stress et ne dormira pas aussi bien.

Lorsque le bébé arrive, assurez-vous qu'il a été nourri, rossé et que sa couche est propre avant de commencer l'emmaillotage. Si le bébé le préfère, essuyez la tête avec un tampon de préparation électrode pour minimiser l'impédance. Une pâte conductrice pour EEG et un ruban adhésif en tissu sont utilisés pour maintenir les électrodes en place. Une électrode est placée sur le front ou derrière les oreilles pour la masse, qui sert à réduire l'impact du bruit ambiant.

Une électrode est placée sur le mastoïde droit ou gauche pour servir d'électrode de référence. La référence peut également être placée sur le nez, à condition qu'elle se trouve sur la même ligne du visage que le mastoïde. Une règle souple est parfois utilisée pour mesurer le point médian de la tête afin du positionnement de l'électrode CZ.

Une électrode est placée en cz. Pour l'EEG, deux électrodes sont positionnées afin d'enregistrer l'EOG ou les mouvements oculaires : une sur l'os situé au-dessus du sourcil et une sur l'os à droite de l'œil. Une autre est placée sur le menton pour un EMG permettant de mesurer le tonus musculaire. Nous vérifions les niveaux d'impédance à l'aide de Neuros Scan. La lecture devrait idéalement être bleu foncé ou noire, indiquant une faible impédance.

Il peut parfois être utile d'attendre que le rythme s'accélère sur la tête du bébé, car cela permet d'obtenir une impédance plus faible. Il peut également être nécessaire d'appuyer sur les électrodes afin d'atteindre les niveaux d'impédance souhaités. Normalement, la pièce est assombrie à ce moment-là, mais à des fins de tournage, nous la maintiendrons éclairée.

Des commentaires sur le processus sont enregistrés simultanément, par exemple si les yeux sont ouverts ou fermés, tout mouvement corporel, si les électrodes sont déplacées ou dérangées par le mouvement du bébé ou pour obtenir une meilleure lecture, tout bruit parasite et les moments possibles de sommeil actif. Si une fréquence cardiaque est présente sur l'enregistrement, déplacer l'électrode EMG vers une région osseuse ou sur une partie du menton. Si l'enregistrement est bruité ou désordonné, cela peut être dû à une interférence électronique provenant d'un objet dans la pièce, comme un téléphone portable.

L'électrode n'est pas bien fixée, auquel cas on peut la pousser vers le bas pour l'assurer davantage, ou les fils entrent en contact avec une autre source électrique, ce qu'il faut éviter en fixant les fils avec du ruban adhésif. Lorsque le bébé se réveille, un dissolvant adhésif facilite le retrait du ruban et de la pâte. Des lingettes pour bébé sont utilisées pour nettoyer l'excès de pâte sur la tête du bébé.

On remercie ensuite la famille et le tracé passe à l'analyse hors ligne. Voici un extrait d'un tracé provenant d'un nourrisson typique. La première étape consiste à identifier les périodes de sommeil actif et les périodes de sommeil calme.

En particulier, nous recherchons une période de sommeil actif d'une durée supérieure à 15 minutes. Le sommeil actif présente de grands mouvements oculaires et une activité cérébrale marquée par une fréquence élevée et une tension basse, similaire à celle observée lorsque l'enfant est éveillé. On observe également un tonus musculaire faible, indiqué par un EMG aplati, et les notes recueillies pendant l'enregistrement indiquent que les yeux du bébé sont fermés et que sa respiration est irrégulière.

Après l'application de filtres d'enregistrement aux tracés, notamment des filtres éliminant les ondes apparaissant à une fréquence d'environ 60 hertz. Les ondes de 60 hertz sont produites par la plupart des appareils électroniques aux États-Unis. Nous utilisons également un filtre supprimant les fréquences inférieures à un hertz, qui proviennent de dérives non pertinentes dans le champ électrique.

Cela nous aide à distinguer les ondes cérébrales de celles générées par l'environnement. En effectuant un zoom sur un épisode de trois secondes, vous pouvez voir où les clics se sont produits.

Cependant, l'identification de vagues spécifiques de potentiel évoqué est difficile à partir d'un seul épique de deux secondes. Nous superposons donc les épiques, plus il y a d'épiques, plus chaque composante devient claire. Ici, avec 75 épiques moyennés ensemble, vous pouvez voir les ondes que nous souhaitons mesurer.

La première grande onde positive après la présentation du stimulus est appelée P1 ou P50. Elle est suivie par une deuxième onde de polarité négative appelée N100. Chez les bébés, ces ondes apparaissent plus tardivement que chez les adultes.

Le P 50 pour ce nourrisson s'est produit environ 75 millisecondes après le stimulus, contre 50 millisecondes chez les adultes. Nous avons mesuré l'amplitude du P 50 entre le creux précédent et le sommet, après avoir enregistré la réponse aux deux premiers sons. La deuxième amplitude est divisée par la première.

Pour déterminer un rapport de gating, la latence est mesurée au point le plus élevé du pic. Voici un exemple d'un bébé présentant un rapport proche de un, ce qui indique un échec du gating, et d'un bébé ayant un rapport plus proche de zéro, reflétant un processus inhibiteur fonctionnel, permettant un gating sensoriel normal. Une valeur seuil précise définissant le pourcentage considéré comme un gating normal n'a pas encore été établie.

Nous utilisons un seuil de 0,5 en gardant à l'esprit que tout pourcentage de filtrage est préférable à l'absence totale. Le filtrage sensoriel P 50 est une méthode efficace pour mesurer une composante préattentive précoce de l'attention. Cette méthode peut être utilisée même chez des nourrissons très jeunes, âgés de seulement quelques heures.

Cette méthode pourrait fournir des informations sur le développement précoce. Elle pourrait également s'avérer utile comme mécanisme d'évaluation de nouvelles interventions visant à prévenir certaines difficultés attentionnelles bien avant qu'elles n'acquièrent une pertinence clinique. Au sein des laboratoires Jerome Kern, nous espérons que cette présentation aura été utile pour dispenser des instructions de base sur l'évaluation de la filtration sensorielle P 50 chez les jeunes nourrissons.