Electrophysiological 측정과 인간 유아의 Nociception 분석

다음 실험의 전반적인 목적은 인간 유아의 통각 수용성 특이적 뇌 및 척수 활동을 기록하고 특성화하는 것입니다. 이는 중추 신경계의 전기 생리학적 활동을 측정하기 위해 EEG 및 EMG 기술을 사용하여 달성됩니다. 임상적으로 필수적인 유해 시술에 따라 첫 번째 단계는 유아가 실험적, 촉각적, 필수적인 유해 자극을 경험할 때 유아로부터 고품질 생리학적 기록을 얻을 수 있도록 하는 것입니다.

다음으로, 유발된 활동 패턴을 특성화하기 위해 후처리 분석 기술을 데이터에 적용해야 합니다. 인간 유아의 뇌에서 민감성 특정 뇌 및 척수 활동을 기록할 수 없다는 결과를 얻을 수 있습니다. 이 방법은 발달 중인 신경계가 유해한 자극에 어떻게 반응하는지 이해하는 데 도움이 됩니다.

이 실험을 위한 설정을 시작하려면 먼저 유아의 피부를 준비한 다음 최소 16개의 일회용 EEG 은, 염화은 컵 전극을 머리에 놓습니다. 수정된 국제 10 20 전극 배치 시스템에 따라 EEG 전도성 페이스트를 사용하여 전극 피부 전기 결합을 최적화합니다. 여기서 EEG 기록을 위한 전극 배치의 개략도는 국제 10 20 전극 배치 시스템에서 수정된 것을 볼 수 있습니다.

FCZ를 녹음을 위한 기준 전극으로 사용합니다. ECG와 EEG에 동일한 접지 전극을 사용하십시오. 가슴이나 머리에 접지 전극을 놓습니다.

그런 다음 ECG 기록을 설정하기 위해 피부를 준비하고 흉부의 왼쪽과 오른쪽에 ECG 전극을 놓습니다. 전기 간섭을 최소화하기 위해 전극 리드를 함께 묶습니다. 다음으로 복부에 움직임 변환기를 배치하여 호흡을 측정합니다.

다음 단계는 피부를 준비하고 양쪽 다리의 이두박근에 EMG 전극을 배치하는 것입니다. 이제 자극을 받을 발과 반대쪽 발에 맥박 산소 측정기 프로브를 놓고 프로브가 제자리에 고정되어 있는지 확인합니다. 모니터에서 EEG 신호를 확인하고 산소 포화도와 심박수가 신호 끊김 없이 기록되는지 확인합니다.

마지막으로, 삼각대에 장착된 캠코더를 설치하여 아기의 얼굴 구도를 잡아 얼굴 표정의 변화를 기록할 수 있습니다. 카메라 프레임에 발광 다이오드 LED를 놓습니다. LED는 타이밍 회로에 연결되어 E-E-G-E-M-G 및 비디오 녹화를 동기화하기 위해 자극이 제공될 때 깜박입니다.

설정이 완료되면 데이터 수집을 시작합니다. 비디오 녹화를 시작하고 유아가 안정된 후 발뒤꿈치 창을 수행하는 것처럼 발을 잡고 EEG 및 EMG 기록을 이벤트 표시합니다. 이 epoch는 백그라운드 컨트롤의 섹션을 식별하는 데 사용됩니다.

그런 다음 고무 마개를 발뒤꿈치에 가볍게 두드려 터치 자극을 줍니다. 맥박 산소 측정기에 부착되지 않은 발을 자극합니다. 여기서 터치 자극은 녹음 장비에 전자적으로 연결된 힘줄 해머의 임피던스 헤드에 부착된 고무 마개를 사용하여 이벤트를 표시합니다.

비디오 녹화는 LED 플래시로 표시되는 이벤트입니다. 반복적인 터치가 가해질 수 있으며 자극은 신체의 다른 부위에 적용될 수 있습니다. IE는 어깨입니다.

이제 란셋을 90도 회전하고 발에 대고 조절하여 스프링이 장착된 칼날이 해제될 때 피부에 닿지 않도록 제어 자극을 가합니다. EEG 활동이 안정된 후 임상 실습에 따라 발뒤꿈치로 임상적으로 필수적인 발뒤꿈치 창을 수행합니다. 랜스는 이 시점까지 촬영된 유아에게 행해지지 않았으나, 여기에 보이는 것은 발뒤꿈치의 다른 유아 시간 잠금에 발뒤꿈치 랜스이다.

랜스는 힐 랜스에 따른 제어 자극에 대해 그랬던 것처럼 수행되어야 하며, 기록된 반응이 전적으로 랜스로 인한 것인지 확인하기 위해 최소 30초 동안 발을 쥐어짜지 마십시오. 필요한 양의 혈액을 채취한 후 임상 분석을 위해 샘플을 준비합니다. 데이터를 저장하고 모든 녹음 장비를 중지하십시오.

그런 다음 전극을 제거합니다. 마지막으로 유아의 인구 통계학적 정보와 실험 세부 정보를 기록합니다. 이 데이터를 안전한 저장과 나중에 참조할 수 있도록 익명화된 데이터베이스에 입력합니다.

연구에서 필요한 유아 표본에서 이 절차를 반복합니다. EEG 데이터 분석을 시작하려면 먼저 각 터치 컨트롤과 랜스 자극 및 배경 EEG에 해당하는 1.7초의 EG 에포크를 생성합니다. 이러한 에포크는 각 이벤트보다 0.6초 전에 시작해야 합니다.

각 양상에 해당하는 epoch 수는 동일한 기준선이어야 하며, 평균 기준선 신호를 빼서 epoch를 수정합니다. 그런 다음 하이 패스를 통해 0.1Hz에서 필터링합니다. 추가 분석을 위해 CPZ 또는 CZ에 기록된 에포크를 고려하고 진폭이 50보다 크고 마이크로볼트가 50밀리초 미만인 이동 아티팩트에 의해 오염된 에포크를 제외합니다.

모든 녹음에 대해 이 작업을 반복합니다. 다음으로, 각 유아에서 기록된 추적을 정렬하여 50밀리초에서 30밀리초 사이의 대기 시간 지터를 수정합니다. 자극 후.

이 시간 간격 동안 주요 구성 요소 분석을 수행하여 촉각 자극과 관련된 EEG 활동인 촉각 전위를 식별합니다. EPOCH를 변수와 시점으로 간주합니다. 관찰 결과.

주성분 분석. EEG 에포크를 주 성분 또는 PC라고 하는 기본 파형으로 분해하고 시점에 따른 신호 진폭의 체계적인 변화를 나타냅니다. 이제 자극 후 300밀리초에서 700밀리초 사이의 대기 시간 지터를 수정하도록 트레이스를 정렬하고 이 시간 간격에서 주요 구성 요소 분석을 수행합니다.EMG 데이터 분석을 위해 먼저 제어 및 랜스 자극에 대한 자극 후 처음 1000밀리초 동안 EMG 신호의 근 평균 제곱근을 계산합니다.

그런 다음 평균 제곱근 값에 대한 T-테스트를 수행하여 통각 민감성 특정 척추 반사 철수를 확인합니다. 여기서 우리는 50밀리초에서 300밀리초 사이의 정렬 후 모든 자극 유형에 걸쳐 얻은 CZ의 총 평균을 볼 수 있습니다. 굵은 선으로 표시된 주요 구성 요소는 촉각 자극과 유해 자극 모두에 의해 유발되는 감각 전위를 나타내는데, 이 구성 요소의 가중치가 배경 EEG에 비해 촉각 및 유해 자극 후 훨씬 더 크기 때문입니다.

대조적으로, 자극 시작 후 300-700밀리초 사이에 얻어진 주성분은 통각(유해) 수용성 특정 전위를 나타냅니다. 이 구성 요소의 무게는 촉각 자극 및 배경에 비해 유해한 자극 다음에 훨씬 더 큽니다. EEG 표시다음은 3명의 유아에서 촉각 자극에 의해 유발된 cz에서 파란색의 감각 전위의 예이며, 다음은 3명의 유아에서 유해 창에 의해 유발된 cz에서 녹색의 통각 특정 전위의 예입니다.

마지막으로, 여기에서 우리는 유해 발뒤꿈치 랜스와 발뒤꿈치의 무해한 터치 자극 후 유아의 EMG 활동의 예를 볼 수 있습니다. 뿌리는 정사각형 EMG 활동이 무해에 비해 유해한 자극 후 훨씬 더 크다는 것을 의미합니다. 이 기술은 연구자들이 통증 처리의 발달을 이해할 수 있도록 신경 과학 분야의 길을 열 것입니다.