P50 החושי Gating בתינוקות

שלום, אני אלי ניוטון. אני ד"ר שרון האנטר. אני ד"ר רנדי רוס.

אנו חלק ממעבדות ג'רום קרן (Jerome Kern Labs) ומתוכנית המחקר ההתפתחותית בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת קולורדו דנבר. אנו נדגים את תגובת P 50 בתינוקות, שהיא צורה של סינון חושי שמיעתי (auditory sensory gating). ליקויים קשביים נפוצים במספר הפרעות פסיכיאטריות, כולל סכיזופרניה, הפרעה דו-קוטבית, אוטיזם והפרעת קשב, ריכוז והיפראקטיביות (ADHD).

ניכרת עניין גובר במרכיבים הנוירו-התפתחותיים של ליקויים קשביים אלו. המונח "נוירו-התפתחותי" פירושו שבעוד שהליקויים הופכים לבולטים מבחינה קלינית בילדות או בבגרות, הם הם תוצאה של בעיות בהתפתחות המוח המתחילות בשלב מוקדם מאוד בחיים, בינקות או אף לפני הלידה. למרות העניין הגובר, קיימות שיטות מעטות למדידת כוונות בינקות, ובמיוחד שיטות שניתן להשתמש בהן בימים או בשבועות הראשונים לאחר הלידה.

סינון חושי (sensory gating) של P 50 הוא שיטה אחת שניתן להשתמש בה בתינוקות צעירים מאוד. לקשב ישנם מספר מרכיבים. נתמקד כאן באחד המרכיבים המוקדמים ביותר.

המוח נועד לסנן או להשתיק מידע תחושתי חזרתי שאינו מספק מידע. ניתן למדוד את הסינון התחושתי באמצעות פוטנציאלי עירור שמיעתיים. גירוי שמיעתי חדש מעורר רישום אלקטרואנצפאלוגרפי (EEG) קלאסי; גלי הרישום מסווגים כחיוביים (P) או שליליים (N), וכן לפי זמן ההשהיה שחל לאחר הגירוי בתגובה טיפוסית של מבוגר.

מרכיבי התגובה המוקדמת כוללים את גלי N 40, P 50 ו-N 100. השהיות אצל ילדים הן ארוכות יותר, אך הגלים עדיין מכונה N 40, P 50 ו-N 100 כדי לשמור על עקביות עם הספרות המבוססת על מבוגרים. כבר עם הצגתו השנייה של גירוי, מערכות העכבה של המוח פעילות והתגובה המוקרצת פוחתת.

אנו מתמקדים בגל ה-P 50 המתרחש בשלב מוקדם מאוד של העיבוד החושי ללא מחשבה מודעת. נדגים בהמשך כיצד לכמת זאת, אך באופן כללי, ירידה בתגובה לצליל השני ביחס לראשון מעידה על סינון חושי (sensory gating) תקין ומהווה שלב ראשון חשוב בקשב. כישלון בעיכוב התגובה לצליל השני מייצג סינון חושי לקוי והוא קשור לקשיי קשב.

מכיוון שהמשתתף אינו נדרש לבצע פעולה כלשהי, משימה זו מתאימה באופן אידיאלי לשימוש עם תינוקות צעירים. ישנו נושא חשוב נוסף: תהליך עיכוב אוטומטי זה, שמתרחש לפני קשב (preattentive), אינו יעיל בתקופות של עוררות מוגברת.

הנחתת אלקטרודות על תינוק עלולה לעורר אותו ולמנוע הערכה מדויקת של סינון חושי (sensory gating). כדי להתגבר על כך, יש לאפשר לתינוקות להיכנס לשינה פעילה, הגרסה של תינוקות לשינת REM (תנועת עיניים מהירה), לפני הקלטת P 50. עבור סינון חושי, אלקטרודות כסף-כלוריד-כסף הממולאות בג'ל מוליך מוצמדות לילד באמצעות סרט רפואי דביק.

אלקטרואנצפלוגרם, EEG, ופוטנציאלים מעוררי שמיעה נרשמים מהקודקוד (vertex) של הקרקפת בנקודה zz. לסיוע בסיווג שלבי שינה, נרשם אלקטרוגרם דו-קוטבי או EOG מאלקטרודות הממוקמות ישירות מעל ולצד העין השמאלית או הימנית. כמו כן, נרשם אלקטרומיוגרם, EMG, מתחת לסנטר (Submental).

האותות מוגברים פי 5,000 ומסוננים בין 0.05 למאה hertz. אותות EOG מוגברים פי אלף ומסוננים בין אחת ל-200 hertz, ואותות EMG מוגברים פי 10,000 ומסוננים בין אחת ל-2200 hertz. קצב הדגימה נקבע על אלף hertz.

הנתונים מומרים לפורמט ACI. ניתוח נוסף מבוצע באמצעות תוכנת MATLAB הזמינה מ-MathWorks ו-NA Massachusetts USA לאחר שנקבע שהילד ישן והעכבי היו של האלקטרודות נמוכות מ-10 kilos; נקישות זוגיות במשך 50 milliseconds ובמרווח של 500 milliseconds זו מזו מושמעות דרך שני רמקולים הממוקמים משני צידי הראש. המרווח בין הגירויים (Inter stimulus interval) בין זוגות הנקישות עקבי ועומד על 10 seconds.

העוצמה מכוונת כך שכל נקישה תפיק 85 דציבלים. רמת לחץ הקול בנקודת ההקלטה נשמרת כל עוד התינוק נותר ישן, מה שמניב בדרך כלל בין 30 ל-90 דקות של נתונים רציפים. תקופות שינה העולות על 60 דקות נדרשות בדרך כלל כדי לזהות פרקי זמן מספיקים של שינה פעילה.

לצורך ניתוח, הנתונים הטובים ביותר מתקבלים כאשר התינוק ישן. המטרה היא להשיג לפחות 15 דקות של שינה פעילה ללא הפרעות. כדי להשיג משך זמן זה, אנו מקליטים בדרך כלל למשך שעה עד שעה וחצי.

ניתן לנקוט במספר פעולות כדי למקסם את הסיכויים שהתינוק המשתתף יישאר ישן. אלה כוללות קביעת הביקור בזמן השנ"צ הרגיל של התינוק, שימוש בחדר שקט הרחק מפעילויות אחרות, החשכה של החדר, והצבת עריסה, נדנדה לתינוקות וכיסא נדנדה, בהתאם להעדפת התינוק. יש להניח סדין עבור ראשו של התינוק בחלקו העליון של הנדנדה או העריסה.

חשוב להכין את כל הציוד לפני הגעת התינוק, כולל אלקטרודות נקיות, חומר מוליך, משחת EEG ומכשור הקלטה, כגון neuro scan מתוצרת com medics, neuro scan בשרלוט, צפון קרוליינה. לבסוף, ואולי החשוב מכל, יהיה עליכם להקצות זמן רב יותר ממה שאתם חושבים שתצטרכו. תינוקות הם מדדים לרמות מתח, ואם החוקר ירגיש לחוץ, התינוק ירגיש במתח ולא יישן בצורה טובה.

כאשר התינוק מגיע, ודאו שהוא הוזן, גרעס ושהחיתול שלו נקי לפני תחילת העטיפה. אם התינוק מעדיף, נגבו את הראש בעזרת פד להכנת אלקטרודות כדי למזער את העכבה; משחה מוליכה ל-EEG וסרט דבק בד משמשים לקיבוע האלקטרודות במקומן. אלקטרודה ממוקמת על המצח או מאחורי האוזניים עבור ההארקה, הפועלת להפחתת השפעת רעשים סביבתיים.

אלקטרודה ממוקמת על התהודה (mastoid) הימנית או השמאלית כדי לשמש כאלקטרודת ייחוס. ניתן למקם את הייחוס גם על האף, כל עוד הוא נמצא על אותו קו פנים של התהודה. לעיתים נעשה שימוש בסרט מדידה כדי למדוד את נקודת האמצע של הראש עבור מיקום אלקטרודת CZ.

אלקטרודה ממוקמת ב-cz. עבור ה-EEG, שתיים ממוקמות להקלטת EOG או תנועות עיניים, אחת על העצם מעל הגבה ואחת על העצם מימין לעין; אחת ממוקמת על הסנטר עבור EMG למדידת טונוס שרירים. אנו בודקים את רמות העכבה באמצעות neuros scan. הקריאה צריכה להיות באופן אידיאלי בכחול כהה או שחור, מה שמעיד על עכבה נמוכה.

לעיתים מומלץ להמתין עד שהמעטפת תחומם על ראש התינוק, שכן הדבר יביא לקריאת עכבה נמוכה יותר. ייתכן שיהיה צורך ללחוץ את האלקטרודות כלפי מטה כדי לנסות להגיע לרמות העכבה הרצויות. בדרך כלל החדר מחשיך בשלב זה, אך לצורכי צילום נשמור אותו מואר.

הערות על התהליך נרשמות במקביל, כגון האם העיניים פתוחות או סגורות, כל תנועת גוף, האם האלקטרודות זזו או הוזזו על ידי תנועת התינוק, או כדי להשיג קריאה טובה יותר, כל רעש חיצוני וזמנים אפשריים של שינה פעילה. אם דופק הלב מופיע ברישום, העבירו את אלקטרודת ה-EMG לאזור גרמי או לחלק מהסנטר. אם הקריאה רועשת או לא ברורה, הדבר עלול להיגרם מהפרעה אלקטרונית ממשהו בחדר, כגון טלפון נייד.

במידה והאלקטרודה אינה מקובעת היטב, ניתן לדחוף אותה למטה כדי להבטיח קיבוע טוב יותר, או במידה והחוטים נוגעים במקור חשמלי אחר, דבר שניתן למנוע על ידי הדבקת החוטים. כאשר התינוק מתעורר, מסיר דבק מסייע בהסרת הסרט והמשחה. מגבונים לתינוקות משמשים לניקוי שאריות המשחה מראשו של התינוק.

לאחר מכן מודים למשפחה וההקלטה עוברת לניתוח במצב לא מקוון (offline). להלן קטע מרישום של תינוק טיפוסי. השלב הראשון הוא זיהוי תקופות של שינה פעילה ותקופות של שינה שקטה.

בפרט, אנו מחפשים תקופה של שינה פעילה הנמשכת יותר מ-15 דקות. שינה פעילה תתאפיין בתנועות עיניים רחבות ובגלי מוח פעילים, המאופיינים בתדר גבוה ובמתח נמוך, הדומים למראה של מצב ערות אצל הילד. כמו כן, ייראה טונוס שרירים נמוך שיתבטא ב-EMG שטוח, וההערות שנאספו במהלך ההקלטה יצביעו על כך שעיני התינוק עצומות וכי הנשימה של התינוק אינה סדירה.

לאחר ההקלטה, מוחלים מסננים על הרישומים, כולל מסננים המסירים גלים המופיעים בתדר של כ-60 hertz. גלי 60 hertz נוצרים על ידי רוב המכשירים האלקטרוניים בארה"ב. אנו משתמשים גם במסנן המסיר תדרים שמתחת ל-1 hertz, אשר נוצרים כתוצאה מסטיות שאינן רלוונטיות בשדה האנרגיה.

זה עוזר לנו להבדיל בין גלי מוח לבין גלים שנוצרים מהסביבה. בהגדלה של מקטע של שלוש שניות, ניתן לראות היכן התרחשו הנקישות.

עם זאת, זיהוי גלי פוטנציאל מעורר ספציפיים הוא קשה מתוך רשומה בודדת של שתי שניות. לכן אנו ממצעים את הרשומות יחד; ככל שישנן יותר רשומות, כך כל רכיב הופך לברור יותר. כאן, עם ממוצע של 75 רשומות, ניתן לראות את הגלים שבהם אנו מעוניינים למדוד.

הגל החיובי הגדול הראשון המופיע לאחר הצגת הגירוי נקרא P1 או P50. אחריו מופיע גל שני בעל כיוון שלילי הנקרא N100. בתינוקות, גלים אלו מופיעים מאוחר יותר מאשר אצל מבוגרים.

ה-P 50 עבור תינוק זה התרחש למעשה כ-75 מילישניות לאחר הגירוי, לעומת 50 מילישניות שנצפו במבוגרים. מדדנו את האמפליטודה של ה-P 50 מהשפל הקודם ועד לשיא, לאחר מדידת התגובה לצליל הראשון והשני. האמפליטודה השנייה מחולקת בראשונה.

כדי לזהות יחס סינון (gating ratio), נמדד הזמן החשוף (latency) בנקודה הגבוהה ביותר של השיא. להלן דוגמה לתינוק שיש לו יחס קרוב לאחד, המעיד על כישלון בסינון, ותינוק שיש לו יחס קרוב יותר לאפס, המשקף תהליך עיכוב תקין המאפשר סינון חושי נורמלי. לא נקבע רף ברור לאחוז הנחשב כסינון נורמלי.

אנו משתמשים בערך סף של 0.5, תוך לקיחה בחשבון שכל אחוז של gating עדיף מאשר היעדר gating. P 50 sensory gating היא שיטה יעילה למדידת רכיב קדם-קשבי (preattentive) מוקדם של הקשב. ניתן להשתמש בשיטה זו אפילו בתינוקות צעירים מאוד, בני מספר שעות בלבד.

שיטה זו עשויה לספק תובנות לגבי התפתחות מוקדמת. היא עשויה להועיל גם כמנגנון להערכת התערבויות חדשניות שמטרתן למנוע קשיי קשב מסוימים זמן רב לפני שיהפכו לרלוונטיים מבחינה קלינית. אנו במעבדות ג'רום קרן (Jerome Kern Laboratories) מקווים שהצגתו סייעה במתן הדרכה בסיסית להערכת סינון חושי P 50 בתינוקות צעירים.