脳波に結合されたフラットチッププローブを使用した新生児の痛み誘発脳活動の測定

要約

出典:Klarer, N. et al., 脳波に結合したフラットチッププローブを使用した新生児の有害な脳活動の電気生理学的測定。J. Vis. Exp. (2017).

このビデオは、乳児の痛みによって引き起こされる脳活動を測定する方法を示しています。乳児の頭部に電極を配置し、フラットチッププローブを使用して乳児の手に痛み刺激を加える手順を概説しています。このビデオでは、刺激に反応した脳活動を特定するためのEEG記録プロセスも示しています。

プロトコル

人間の参加者が関与するすべての手続きは、人間の福祉に関する制度的、国内的、および国際的なガイドラインに準拠して実施され、地元の施設審査委員会によって審査されています。

1. 準備

1. 赤ちゃんが落ち着いていることを確認してください。静かで落ち着いており、動きのアーチファクトのために録音中に動きを吸い込むことはありません。赤ちゃんは眠っていることができます。
2. 新生児の頭囲を巻尺で測定し、脳波計(EEG)キャップのサイズを定義します。
3. アクティブな電極位置を特定します:Cz /頂点位置は、鼻イオンとイオンの間の中間点と左右の耳前点の間の中間点をスキンマーカーペンシルでマークします。電極の位置決めについては、図1も参照してください。
4. 接地電極:右額(Fp2)と参照電極:左乳様突起(A1)の位置を特定します。
5. 電極部位(Cz、Fp2、およびA1)を綿棒を使用して消毒剤で洗浄します。髪の毛が多い場合は、髪の毛を分けて頭皮をイメージします。
6. 綿棒を使用して、EEGプレッピングペーストで電極部位を優しくこすり洗いし、インピーダンスを下げます。
7. 電極を取り付けたEEGキャップを新生児の頭に置きます。
8. 短いプラスチック針付きのシリンジを使用して導電性EEGゲルを電極に注入し、電極と頭皮との接触を最適化します。
9. インピーダンスが50kΩ未満になるまで電極を調整します(メーカーの推奨事項および公開されたガイドラインに記載されているとおり)。
10. 新生児の表情を記録するためにカメラを配置します。
11. フラットチッププローブを、EEG記録装置に固定されている接触トリガー装置に接続します。フラットチッププローブが皮膚の公称力に達すると、接触トリガーデバイスによってトリガー信号が生成されます。この信号はコンピューターに送信され、EEG記録にトリガーマークが付けられます。

2. 測定

1. データを保存するスタディ名を選択します。
2. オンラインバンドパスフィルターを追加します。
   1. ディスプレイフィルター:
      ローカットオフフィルタ:周波数:1Hz
      ハイカットオフフィルター:周波数:70Hz
      ノッチフィルター:50 Hz
      サンプリングレート:2000 Hz
3. 脳波とビデオ録画を開始します。
4. 新生児の右手を水平に持ちます。この刺激は、例えば足などの別の部位にも適用することができ、 その結果、手からよりも長い潜時が生じる、詳細については3.7を参照のこと。
5. まず、バックグラウンドのEEGアクティビティを記録します。新生児の手を握っている間、手動で脳波記録に注釈を付けて、刺激が加えられず、乳児が休んでいる期間を記録します。
6. 新生児の右手での研究デザインに従って、必要な量のフラットチッププローブ刺激を行います。実験計画では、フラットチッププローブ刺激の数を50に設定します。先端が曲がらないように、先端が曲がらないように、先端のフラットチッププローブを新生児の手に垂直に使用するように注意してください。合計を避けるために、最低2〜3秒のインタースティミュラスインターバル(ISI)を使用してフラットチッププローブ刺激を実行します。
7. すべての録音を停止します。
8. 実験設定の詳細を文書化します。

3. データ分析

1. 1 Hz のハイパス フィルターと 30 Hz のローパス フィルターを使用して、生の EEG データをオフラインでフィルタリングします。
2. データを 1,500 ミリ秒のエポック (刺激開始の 500 ミリ秒前から 1,000 ミリ秒後) でセグメント化します。
3. プレスティミュラスインターバルのベースライン補正を行います。
4. 目視検査後、動きのアーチファクトやノイズなどのアーチファクトを含むEEGエポックを手動で拒否します。
5. EEGエポックを平均化します(バックグラウンドと刺激反応を別々に使用します)。
6. Woody は、刺激開始後 0 から 1,000 ミリ秒の時間枠で最大 ±50 ミリ秒の最大ジッターでデータをフィルタリングします。これにより、乳児間の待ち時間の違いが可能になります。これは、背景反応と刺激反応に対して別々に行います。
有害誘発脳
7. 活動のテンプレートをデータに投影して、個々の試行における有害誘発反応の大きさを確認します。このテンプレートは、有害誘発反応の特性波形を記述し、その大きさは、個々の試行におけるこの有害誘発反応の量を反映しています。
   手記：テンプレートを投影する時間枠は、乳児の年齢と刺激の位置によって異なります。刺激が手に加えられる場合、関心のある時間枠は刺激の200〜500ミリ秒後です。刺激が足に適用される場合、対象のタイムウィンドウは刺激後400〜700ミリ秒です。このテンプレートは、妊娠34週から43週の乳児のみを対象に検証されています。
8. テンプレートを使用して計算された有害誘発脳活動の大きさが、バックグラウンドの脳波と比較して、刺激後に有意に高いことを確認します。
9. その後、Neonatal Facial Coding Systemを使用して、行動的な顔の表情を分析します(カメラはEEG記録にリンクされています)。

結果

図 1: 修正された国際10/20電極配置システムを使用した電極位置決めの図式図。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
イージーキャップ	イージーキャップGmbH	AC-32-Cの	乳児用EEGキャップ(サイズ34および36
アクティキャップ	ブレインプロダクツGmbH	BP-04243-SIGの	アクティブ電極
インプボックス	ブレインプロダクツGmbH		インピーダンス測定
Vアンプ	ブレインプロダクツGmbH		脳波記録装置
ピンプリック刺激の接点トリガー	MRCシステムズGmbH
PinPrick刺激装置セット	MRCシステムズGmbH
脳波準備用ペースト	USB薬局		塩化ナトリウム、軽石、プロピレングリコール配合
スーパービスク	イージーキャップGmbH		アクティブ電極用電解質ゲル
ブレインビジョンレコーダー	ブレインプロダクツGmbH
ブレインビジョンアナライザー	ブレインプロダクツGmbH
EEGLABを使用したMATLABの翻訳	カリフォルニア大学サンディエゴ校計算神経科学センター(Swartz Center for Computational Neuroscience)		すべてのEEGエポックの平均化を含むEEG処理の場合

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