電気生理学的測定とヒト幼児における痛覚の分析

次の実験の全体的な目的は、ヒトの乳児の侵害受容特異的な脳および脊髄の活動を記録し、特徴付けることです。これは、EEGおよびEMG技術を使用して、中枢神経系の電気生理学的活動を測定することで達成されます。臨床的に必須の有害性処置に続いて、最初のステップは、乳児が実験的、触覚的、および本質的な有害刺激を経験したときに、乳児から高品質の生理学的記録が得られるようにすることです。

次に、誘発された活動パターンを特徴付けるために、後処理分析手法をデータに適用する必要があります。感受性特異的な脳および脊髄活動をヒトの乳児の脳から記録できないことを示す結果を得ることができる。この方法は、発達中の神経系が有害な刺激にどのように反応するかを理解するのに役立ちます。

この実験のセットアップを開始するには、まず乳児の皮膚を準備し、次に少なくとも 16 個の個別の使い捨て EEG 銀、塩化銀カップ電極を頭に置きます。修正された国際10 20電極配置システムによると、EEG導電性ペーストを使用して電極スキン電気結合を最適化します。ここでは、EEG記録の電極配置の概略図を、国際的な10 20電極配置システムから変更したのを見ることができます。

FCZを記録の参照電極として使用します。ECGとEEGに同じ接地電極を使用してください。接地電極を胸または頭に置きます。

次に、ECG記録を設定するには、皮膚を準備し、胸の左側と右側にECG電極を配置します。電極リード線を結び付けて、電気的干渉を最小限に抑えます。次に、呼吸を測定するために腹部に動きトランスデューサーを配置します。

次のステップは、皮膚を準備し、両脚のモリスの上腕二頭筋にEMG電極を配置することです。次に、パルスオキシメータプローブを刺激する足の反対側の足に置き、プローブが所定の位置に固定されていることを確認します。モニターで脳波信号を確認し、信号のドロップアウトなしで酸素飽和度と心拍数が記録されていることを確認します。

最後に、三脚に取り付けられたビデオカメラを設置して乳児の顔をフレーミングし、表情の変化を記録できるようにします。発光ダイオードLEDをカメラフレームに配置します。LEDはタイミング回路にリンクされているため、刺激が提示されると点滅し、E-E-G-E-M-Gとビデオ録画が同期します。

セットアップが完了したら、データ収集を開始します。ビデオ録画を開始し、乳児が落ち着いたら、ヒールランスを実行するように足を保持し、EEGとEMGの記録にイベントマークを付けます。このエポックは、バックグラウンド コントロールのセクションを識別するために使用されます。

次に、ゴムの栓をかかとに軽く叩いて触覚刺激を加えます。パルスオキシメータに装着されていない足を刺激します。ここでは、タッチ刺激は、記録機器に電子的にリンクされたテンドンハンマーのインピーダンスヘッドに取り付けられたゴム製の栓を使用してマークされます。

ビデオ録画は、LEDフラッシュでマークされたイベントです。繰り返し触れることで、刺激を体のさまざまな領域に加えることができます。つまり、肩です。

次に、ランセットを90度回転させて足に当て、バネ仕掛けのブレードが解放されたときに皮膚に接触しないようにして、制御刺激を適用します。脳波活動が落ち着いたら、臨床診療に従って臨床的に不可欠なヒールランスをヒールとして行います。槍は、ここに示されているこの時点までに撮影された乳児に行われなかったかかと槍は、かかとの別の乳児の時間ロック上の槍です。

ランスは、ヒールランスに続く制御刺激の場合と同様に実行する必要がありますランス、記録された応答がランスのみによるものであることを確認するために、少なくとも30秒間足を絞らないでください。必要な量の血液を採取した後、臨床分析用のサンプルを準備します。データを保存し、すべての録音機器を停止します。

次に、電極を取り外します。最後に、乳児の人口統計情報と実験の詳細を記録します。このデータを匿名化されたデータベースに入力して、安全な保管と将来の参照に役立てます。

研究の乳児の必要なサンプルでこの手順を繰り返します。脳波データの解析を開始するには、まず、各タッチコントロールとランス刺激、および背景脳波に対応する1.7秒のEGエポックを作成します。これらのエポックは、各イベントの 0.6 秒前に開始する必要があります。

各モダリティに対応するエポックの数は同じベースラインである必要があり、平均ベースライン信号を差し引いてエポックを修正します。次に、ハイパスで0.1ヘルツでフィルタリングします。さらなる分析のためにCPZまたはCZで記録されたエポックを考慮し、振幅の変化が50を超える、50ミリ秒未満のマイクロボルトで移動アーチファクトによって汚染されたエポックを除外します。

すべての録音でこれを繰り返します。次に、各乳児から記録されたトレースを位置合わせして、50 ミリ秒から 30 ミリ秒の間の遅延ジッターを補正します。刺激後。

この時間間隔で主成分分析を実施して、触覚刺激に関連するEEG活動である触覚電位を特定します。EPOCHを変数と時間点と考えてください。観察。

主成分分析。EEGエポックを、主成分またはPCと呼ばれる基本的な波形に分解し、時間点間の信号の振幅の系統的な変動を表します。次に、刺激後300〜700ミリ秒の遅延ジッターを補正し、この時間間隔で主成分分析を行うためにトレースを整列させます EMGデータ分析の場合、まず、制御刺激とランス刺激の最初の1000ミリ秒のEMG信号の二乗平均平方根を計算します。

次に、二乗平均平方根の値でT検定を行い、侵害受容性特異的脊髄反射の離脱を決定します。ここでは、50ミリ秒から300ミリ秒の間のアライメント後に、すべての刺激タイプで得られたCZでの総平均を示しています。太字の主成分は、触覚刺激と有害刺激の両方によって誘発される感覚電位を表しています。これは、この成分の重量が触覚刺激と有害刺激の後にバックグラウンドEEGと比較して大幅に大きくなるためです。

対照的に、刺激開始後300〜700ミリ秒の間に得られる主成分は、侵害受容特異的電位を表します。このコンポーネントの重量は、触覚刺激や背景と比較して、有害な刺激後に大幅に大きくなります。表示された脳波 ここでは、3人の乳児の触覚刺激によって誘発されるczの青色の感覚電位の例と、3人の乳児の有害なランスによって誘発されるczの緑色の侵害受容比電位の例を示します。

最後に、ここでは、有害なヒールランスとヒールの無害なタッチ刺激後の乳児のEMG活動の例を見ていきます。平方根平均筋電図の活動は、有害刺激後は非有害刺激と比較して有意に大きくなります。この技術は、研究者が疼痛処理の発達を理解するための神経科学の分野への道を開くでしょう。