Name: P50 유아의 감각 게이팅 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 55 s
Description: 배우세요 유아의 청각 P50 감각 게이팅 측정 방법을 EEG와 수면 상태에서. 이 기법은 조기 주의력 결핍 및 신경발달 연구에 활용됩니다.

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이 연구는 미국 국립보건원(NIH 보조금 번호 MH086383, MH056539, MH015442)과 아동 정신 장애 연구소(Institute for Children's Mental Disorders)의 자금 지원을 받았습니다.

1. 기관 검토 및 감독
<ol>
	<li>인간을 대상으로 하는 모든 작업에는 기관 검토 위원회의 승인과 감독이 필요합니다. 여기에 보고된 방법은 연구에 사용될 때 COMIRB(Colorado Multiple Institutional Review Board)에 의해 검토 및 승인되었습니다.</li>
</ol>
2. 준비 및 녹음
<ol>
	<li>아기의 규칙적인 낮잠 시간에 90분으로 아기를 낳습니다. 깨끗한 전극, 전도성 EEG 페이스트 및 어둡고 조용한 방을 사용할 수 있습니다. 시작하기 전에 아기에게 먹이고, 트림하고, 기저귀를 가라앉힙니다.</li>
	<li>임피던스를 최소화하기 위해 머리를 닦습니다. CZ는 가장 큰 진폭 P5011을 가지고 있습니다. CZ에 전극을 이마, 한쪽 눈 위와 아래, 턱, 오른쪽 유양돌기에 놓습니다.</li>
	<li>50msec의 광범위한 스펙트럼 자극(클릭)을 500msec의 자극 간 간격과 쌍으로 제시합니다. 클릭 쌍은 10초 간격으로 표시되어야 합니다.</li>
	<li>15분 동안 지속적으로 활동적인 수면을 취할 때까지 기록합니다(REM 수면에 해당하는 유아 수면). 아기가 자연스러운 수면 시간을 마칠 때까지 기다립니다. 이 작업을 수행하는 데 >90분이 소요될 수 있습니다. 전체 수면 시간 동안 아기의 상태(예: 눈을 뜨거나 감고 있는 상태, 움직임 등)를 기록합니다.</li>
</ol>
3. 데이터 분석
<ol>
	<li>15분 동안 지속적이고 활동적인 수면을 취하십시오. 이 기간은 고주파, 저전압 뇌파, 낮은 근육 긴장도, 큰 안구 움직임을 가지며 눈을 감고 있는 것으로 유명합니다.</li>
	<li>데이터를 필터링하여 60Hz 간섭 및 저주파(<1Hz 드리프트)12를 제거합니다.</li>
	<li>각 쌍에서 첫 번째 소리를 제시하여 시대를 식별합니다. 평균 Epoch 횟수는 60회 이상입니다. 사용된 Epoch 수가 많을수록 신호 대 잡음비가 커질 수 있습니다.</li>
	<li>10-50Hz 사이의 대역통과 필터를 사용하여 평균 추적을 필터링합니다. 이렇게 하면 구성 요소를 더 쉽게 식별할 수 있습니다. 필터링된 평균 추적을 사용하여 첫 번째 및 두 번째 자극에 대한 응답으로 P50 진폭을 독립적으로 측정합니다. P50파는 자극 제시 후 40msec에서 100msec 사이의 첫 번째 파동으로 식별됩니다. 진폭은 이전 저점에서 최고점까지 측정됩니다.</li>
	<li>두 번째 소리에 대한 응답으로 P50 파의 진폭을 첫 번째 소리에 대한 응답으로 P50 파의 진폭으로 나누어 P50 감각 게이팅 비율을 얻습니다.</li>
</ol>

<ol><li>Braff, D. L., Light, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preattentional+and+attentional+cognitive+deficits+as+targets+for+treating+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Preattentional and attentional cognitive deficits as targets for treating schizophrenia.</a> Psychopharmacology. 174 (1), 75-85 (2004).</li>
<li>Boutros, N. N., Belger, A., Campbell, D., DGÇÖSouza, C., Krystal, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+four+components+of+sensory+gating+in+schizophrenia+and+normal+subjects%3A+a+preliminary+report%5BTitle%5D)+AND+%22Psychiat.+Res%22%5BJournal%5D)">Comparison of four components of sensory gating in schizophrenia and normal subjects: a preliminary report.</a> Psychiat. Res. 88 (2), 119-130 (1999).</li>
<li>Cullum, C. M., Harris, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurophysiological+and+neuropsychological+evidence+for+attentional+dysfunction+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Schizo.+Res%22%5BJournal%5D)">Neurophysiological and neuropsychological evidence for attentional dysfunction in schizophrenia.</a> Schizo. Res. 10 (2), 131-141 (1993).</li>
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<li>Hunter, S. K., Kisley, M. A., McCarthy, L., Freedman, R., Ross, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diminished+cerebral+inhibition+in+neonates+associated+with+risk+factors+for+schizophrenia%3A+Parental+psychosis%2C+maternal+depression%2C+and+nicotine%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Diminished cerebral inhibition in neonates associated with risk factors for schizophrenia: Parental psychosis, maternal depression, and nicotine.</a> 37 (6), 1200-1208 (2011).</li>
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<li>Giniatullin, R., Nistri, A., Yakel, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Desensitization+of+nicotinic+ACh+receptors%3A+shaping+cholinergic+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Desensitization of nicotinic ACh receptors: shaping cholinergic signaling.</a> Trends Neurosci. 28 (7), 371-378 (2005).</li>
<li>Kisley, M. A., Polk, S. D., Ross, R. G., Levisohn, P. M., Freedman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+postnatal+development+of+sensory+gating%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophysiol.+Basic+Clin%22%5BJournal%5D)">Early postnatal development of sensory gating.</a> Neurophysiol. Basic Clin. 14, 693-697 (2003).</li>
<li>Hunter, S. K., Corral, N., Ponicsan, H., Ross, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+of+P50+auditory+sensory+gating+measures+in+infants+during+active+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroreport%22%5BJournal%5D)">Reliability of P50 auditory sensory gating measures in infants during active sleep.</a> Neuroreport. 19 (1), 79-82 (2008).</li>
<li>Gillow, S., Hunter, S., Ross, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+of+P50+sensory+gating+in+preschoolers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Invest.+Med%22%5BJournal%5D)">Stability of P50 sensory gating in preschoolers.</a> J. Invest. Med. 58 (1), 154-155 (2010).</li>
<li>Hunter, S. K., Mendoza, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antidepressants+may+mitigate+the+effects+of+prenatal+maternal+anxiety+on+infant+auditory+sensory+gating%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Psychiatr%22%5BJournal%5D)">Antidepressants may mitigate the effects of prenatal maternal anxiety on infant auditory sensory gating.</a> Am. J. Psychiatr. 169 (6), 616-624 (2012).</li>
<li>Hutchison, A. K., Hunter, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diminished+infant+P50+sensory+gting+predicts+increased+40-month-old+attention%2C+anxiety%2Fdepression+and+externalizing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Atten.+Disord.%22%5BJournal%5D)">Diminished infant P50 sensory gting predicts increased 40-month-old attention, anxiety/depression and externalizing.</a> J. Atten. Disord.. , (2013).</li>
</ol>

Ross 박사와 Hunter 박사는 NIH 자금 지원 보조금으로 급여 지원을 받습니다. 다른 모든 저자는 공개할 충돌이 없습니다.

P50 감각 게이팅은 주로 해마, 배외측 전두엽 피질 및 시상에 위치한 억제성 신경회로의 복잡한 상호 작용을 반영하는 것으로 생각됩니다16. 따라서 영아의 P50 감각 게이팅의 변화는 뇌의 이러한 영역에서 발달 변경을 시사할 수 있습니다.
이러한 뇌 영역에서 글루타민성 피라미드 세포의 GABA성 중간 뉴런 억제는 GABA성 세포에 의해 제공되는 억제와 함께 게이팅 과정을 설명할 가능성이 높습니다. GABAergic interneuron은 아드레날린성 및 콜린성 입력에 의해 조절됩니다. 아드레날린성 입력은 간헐적이며 중간 뉴런을 억제하여 피라미드 세포를 억제하는 능력을 감소시켜 감각 게이팅을 차단합니다. 깨어 있는 영아를 기록하는 데 있어 어려움 중 하나는 전극을 적용하는 것과 같은 매우 가벼운 스트레스 요인조차도 아드레날린성 긴장도를 증가시켜 기능적 게이팅 능력을 측정하는 능력을 방해할 수 있다는 것입니다.
간헐적 아드레날린성 입력의 영향과 달리 인터뉴런의 콜린성 자극은 강장제이며 인터뉴런 발화를 향상시켜 감각 게이팅을 개선합니다17. 콜린성 수용체 발현 감소와 관련된 유전적 표현형과 같은 콜린성 입력을 감소시키는 요인은 감각 게이팅의 만성 문제를 유발합니다18. 유사하게, 비렘 수면 중에 발생하는 콜린의 신경 방출 감소도 중간 뉴런 활동과 감각 게이팅을 감소시킵니다. 니코틴은 급성 사용이 니코틴성 콜린성 수용체를 자극하고 감각 게이팅을 개선하기 때문에 흥미로운 화합물인 반면19,20, 반복 또는 만성 니코틴 사용은 단독으로 사용할 때 효과가 없지만 다른 작용제의 효과를 차단합니다21, 아마도 만성 자극이 수용체 탈감작으로 이어지기 때문일 것입니다22. 산모의 담배 사용을 통해 산전에 니코틴에 노출된 영아는 P50 감각 게이팅이 손상되었습니다12.
감각 게이팅의 기본 생물학에 대한 이러한 인식은 중간 뉴런의 콜린성 수용체에 작용제인 식이 성분 콜린을 임신 중 보충하는 무작위 시험의 근거였습니다. 보충은 임신 2기 초부터 출생 후 약 3개월까지 이루어졌습니다. 콜린 보충제를 받은 영아는 감각 게이팅 발달을 가속화했습니다15.
유아 P50 감각 게이팅 비율 평가는23 실현 가능하고,24 신뢰할 수 있으며, 유아기에서 4세까지 안정적입니다25. 영아 P50 감각 게이팅의 장애는 나중에 정신 질환에 대한 산전 위험 요인과 관련이 있으며12,26 4세에 정신 증상이 발생할 위험 증가와 관련이있습니다. 그러나 P50 감각 게이팅이 손상된 영아는 4세 이상으로 추적된 적이 없습니다. 따라서 영아 P50 감각 게이팅이 이후의 정신병리를 예측하는지 또는 영아 P50 감각 게이팅을 변경하려는 노력이 1차 예방 전략으로 유용한지 여부는 불분명합니다.
유아 연구를 위한 청각 P50 감각 게이팅 패러다임의 적응을 통해 발달 중에 대뇌 억제가 발생하는 시기와 나중에 주의력 관련 신경 정신 질환에 취약한 개인의 발달이 잘못되는 시기와 관련된 질문을 탐구할 수 있습니다. 불일치 부정성, 시선 추적 및 사전 펄스 억제와 같은 다른 생리적 작업에 대한 유사한 노력은 초기 발달에 대한 다른 창을 제공할 수 있습니다. 초기 유아기에 사용하기 위한 작업의 적응은 이러한 장애의 발달 시간 경과에 대한 이해를 높이고 새로운 1차 예방 전략을 제안할 수 있기를 바랍니다17.

주의력 결핍 과잉 행동 장애(ADHD), 양극성 기분 장애, 정신 분열증을 포함한 많은 신경 정신 질환은 신경 발달 장애로 간주되며, 이는 증상의 시작이 적어도 부분적으로는 뇌 발달의 매우 이른 이상에 기인한다는 것을 의미합니다. 초기 뇌 발달 이상은 침묵하거나 전체 장애가 시작되기 전 몇 년 또는 수십 년 동안 비특이적 증상과 관련이 있을 수 있습니다. 이 모델은 이 장애에 대한 완전한 이해를 위해서는 뇌 발달 초기에 뇌 기능의 매우 미묘한 변화를 측정하는 방법이 필요할 수 있음을 시사합니다.
P50 감각 게이팅은 주의 과정의 초기 단계를 반영합니다1,2. P50 감각 게이팅(sensory gating)은 주의력에 대한 행동 및 신경인지적 테스트와 상관관계가 있고 대뇌 억제 메커니즘을 반영하는 특정 작업, 청각적 유발 잠재적 작업을 말합니다3,4. 이 과제에서 피험자는 EEG 반응이 기록되는 동안 두 개의 동일한 광범위한 청각 자극("딸깍")을 받습니다. 청각 자극은 일관된 EEG 측정 뇌 반응을 이끌어냅니다. 반응에는 성인의 경우 자극 후 약 50msec 후에 발생하는 파동이 포함됩니다. 파동이 양의 방향이기 때문에 이 파동을 P50파라고 합니다. 대부분의 개인은 첫 번째 자극에 비해 쌍의 두 번째 자극에 대한 반응이 현저히 감소한 것으로 나타나는데, 이는 관련 없는 반복적인 정보(감각 정보를 "게이트"하기 위해)에 대한 반응을 자동으로 억제하는 뇌의 능력을 반영합니다. 주의력 결핍-과잉 행동 장애(ADHD), 양극성 기분 장애, 정신 분열증 등 주의력 증후를 동반하는 많은 정신 질환은 감각 게이팅 장애와 관련이 있다5-7.
청각 P50 감각 게이팅 결과는 피험자의 아드레날린성 음색에 의해 혼동될 수 있다8. REM 수면 중에는 아드레날린성 긴장도가 감소하여 REM 수면이 작업 관리를 위한 최적의 시간이 됩니다9,10. P50 감각 게이팅은 수동적인 작업이고 유아는 하루의 대부분을 능동적 수면(REM 수면의 유아 버전)으로 보내기 때문에 P50 감각 게이팅은 아주 어린 유아에서도 측정할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>E-Prime 버전 2.0 전문</td><td>심리학 소프트웨어 도구</td><td>EPR-225142</td><td>자극 프레젠테이션 소프트웨어</td></tr><tr>부석 <td>Compumedics</td><td>95000016</td><td>가 있는 알코올 준비 패드</td><td>전극 배치 준비를 위해 피부를 청소</td></tr>합니다 <tr><td>Ten20 Paste</td><td>Compumedics</td><td>92100032</td><td>전극을 제자리에 고정하는 접착 특성이 있는 EEG 전도성 페이스트</td></tr><tr><td>잔디 Ag/AgCl 표면 전극(10mm)</td><td>Grass Technologies</td><td>FS E5SHC-48</td><td>10mm 전극은 두피 표면의 EEG 신호를 기록하는 데 사용되며 참조 및 접지 전극으로 사용됩니다.</td></tr><tr><td>Grass Ag/AgCl 표면 전극(6mm)</td><td>Grass Technologies</td><td>F E6SHC-48</td><td>6mm 전극은 피부 표면의 안구 움직임(EOG) 및 근육 긴장(EMG)을 기록하는 데 사용됩니다</td></tr>. 종이 <tr><td>수술 테이프</td><td>Micropore</td><td>1530-0</td><td>전극을 제자리에 고정하는 데 사용되는 저접착 테이프</td></tr><tr><td>NuAmps Amplifier</td><td>Neuroscan</td><td>N/A</td><td>EEG 녹음용 40채널 단극 디지털 증폭기</td></tr><tr><td>Harmon/Kardon 컴퓨터 스피커</td><td>Harman/Kardon</td><td>HK206</td><td>청각적 "클릭"을 표시하는 데 사용</td></tr></tbody></table>

p50 유아의 감각 게이팅

P50 Sensory Gating in Infants

주의력 결핍은 주의력 결핍-과잉 행동 장애, 자폐증, 양극성 기분 장애 및 정신 분열증을 포함한 다양한 신경 정신 장애에서 흔합니다. 이러한 주의력 결핍의 신경 발달 구성 요소에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 신경 발달이란 결손이 아동기 또는 성인기에 임상적으로 두드러지게 나타나는 반면, 결손은 유아기 또는 태아기에 시작되는 뇌 발달 문제의 결과임을 의미합니다. 이러한 관심에도 불구하고, 유아기 초기에 주의력을 평가하는 방법은 거의 없습니다. 이 보고서는 한 가지 방법, 즉 유아 청각 P50 감각 게이팅에 초점을 맞춥니다.
Attention에는 몇 가지 구성 요소가 있습니다. 감각 게이팅(sensory gating)이라고 하는 주의의 초기 구성 요소 중 하나는 뇌가 반복적이고 유익하지 않은 감각 정보를 차단할 수 있도록 합니다. 청각 P50 감각 게이팅은 EEG의 변화를 사용하여 감각 게이팅을 측정하도록 설계된 하나의 작업을 나타냅니다. 동일한 청각 자극이 500ms 간격으로 제시될 때, 두 번째 자극에 대한 유발 반응(클릭 처리와 관련된 EEG의 변화)은 일반적으로 첫 번째 자극에 대한 반응에 비해 감소합니다(즉, 반응이 "게이트"됨). 두 번째 자극에 대한 반응이 감소하지 않을 때, 이는 감각 게이팅이 좋지 않은 것으로 간주되며, 뇌 억제 장애를 반영하며, 주의력 결핍과 상관관계가 있습니다.
청각 P50 감각 게이팅 작업은 수동적이기 때문에 어린 유아 연구에 잠재적으로 유용하며 다양한 신경 정신 장애에서 주의력 결핍의 발달 시간 경과에 대한 창을 제공할 수 있습니다. 이 프레젠테이션의 목표는 성인 인구 연구에 사용된 방법론을 채택한 방법론인 유아 청각 P50 감각 게이팅을 평가하는 방법론을 설명하는 것입니다.

P50 감각 게이팅 비율은 일반적으로 0에서 1.0보다 약간 높은 범위에 있어야 합니다. 2 이상의 값은 일반적으로 P50 진폭이 1.0 μV 미만인 경우에만 나타나며, 이는 낮은 신호 대 잡음비를 나타낼 수 있으므로 해당 값을 폐기하거나 2.0으로 절삭해야 합니다 11. 일반 인구 집단에서 추출한 영아의 평균값은 약 0.4여야 합니다 13.그림 1은 두 가지 샘플 파형을 제공합니다. 하나는 전형적인 감각 게이팅을 보이는 영아의 파형이고, 다른 하나는 감각 게이팅이 불량한 영아의 파형입니다.
P50 감각 게이팅은 뺄셈법으로 계산할 수 있으며, 이는 첫 번째 소리에 대한 반응 진폭에서 두 번째 소리에 대한 반응 진폭을 뺀 값입니다. 하지만 신호가 발생원으로부터 두피를 거쳐 측정 전극에 도달하는 과정에서 발생하는 감쇠 정도에는 큰 변동성이 있습니다. 신호 감쇠에 영향을 줄 수 있는 요인으로는 두개골의 두께, 두피의 이물질(예: 먼지), 그리고 두피 표면의 수분 함량 등이 있습니다. 개인 간, 또는 동일 개인 내에서 시간에 따라 발생하는 이러한 신호 감쇠의 변동성은 뺄셈법을 통한 결과의 신뢰도를 떨어뜨립니다. 따라서 P50 감각 게이팅은 일반적으로 비율로 보고되며, 이는 첫 번째 소리에 대한 반응 진폭에 대한 두 번째 소리에 대한 반응 진폭의 비율로 계산됩니다.
P50 감각 게이팅 비율은 연속 측정값으로 활용될 수 있습니다. 하지만 비율을 산출하는 과정에서 추가적인 변동성이 발생합니다. 대안으로는 결과를 P50 감각 게이팅의 “정상” 대 “손상”으로 이분화하는 방법이 있습니다. 성인의 경우, 비율이 &lt; 0.40이면 정상으로 간주하고 &gt;0.50이면 손상된 것으로 간주합니다14. 0.40-0.50 사이의 비율은 판정 불가로 간주하며, 어느 한 그룹에 추가하거나 향후 분석에서 제외할 수 있습니다. 영아를 위한 적절한 컷오프 지점은 아직 확고하게 정립되지 않았으나, 예비 연구에서는 성인에게 사용되는 것과 유사한 컷오프 지점이 적절함을 시사합니다15.
<img alt="전형적인 반응과 저조한 반응을 보여주는 P50 감각 게이팅 EEG 그래프; μvolt 측정값; 자극 영향." fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50065/50065fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50065/50065fig1.jpg" width="500px" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 1"> 
그림 1. 샘플 트레이싱.  <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50065/50065fig1highres.jpg" target="_blank">여기를 클릭하여 더 큰 이미지 보기</a>.

주의의 초기 단계를 반영하는 대뇌 억제의 생리학적 지표인 청각 P50 감각 게이팅을 기록하는 방법에 대해 설명합니다.

P50 유아의 감각 게이팅

Attentional deficits are common in a variety of neuropsychiatric disorders including attention deficit-hyperactivity disorder, autism, bipolar mood ...

안녕하세요, Ally Newton입니다. 저는 Sharon Hunter 박사입니다. 저는 Randy Ross 박사입니다.저희는 콜로라도 대학교 덴버 의과대학의 Jerome Kern Labs 및 발달 연구 프로그램 소속입니다. 저희는 청각 감각 게이팅의 한 형태인 영아 P 50 게이팅을 시연하겠습니다. 주의력 결핍은 조현병, 조울증, 자폐증, 주의력 결핍 과잉 행동 장애(ADHD)를 포함한 여러 정신 질환에서 흔하게 나타납니다.이러한 주의력 결핍의 신경발달적 구성 요소에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 여기서 신경발달적이라는 의미는 결핍 증상이 아동기나 성인기에 임상적으로 두드러지게 나타나더라도, 그 결핍은 영아기 또는 심지어 태아기부터 시작되는 매우 이른 시기의 뇌 발달 문제로 인한 결과라는 것입니다. 이러한 관심의 증가에도 불구하고, 영아기의 주의력을 측정하는 방법, 특히 출생 후 며칠 또는 몇 주 이내에 사용할 수 있는 방법은 거의 없습니다.P 50 감각 게이팅(sensory gating)은 아주 어린 영아에게 사용할 수 있는 한 가지 방법입니다. 주의 집중에는 여러 구성 요소가 있습니다. 여기서는 가장 초기 구성 요소 중 하나에 집중하겠습니다.뇌는 반복적이고 정보 가치가 없는 감각 정보를 걸러내거나 게이팅(gating)하도록 설계되어 있습니다. 이러한 감각 게이팅은 청각 유발 전위를 통해 측정할 수 있습니다. 새로운 청각 자극은 전형적인 성인 반응에서 자극 후 발생하는 잠복기에 따라 양성 P 또는 음성 N으로 지정되는 전형적인 뇌전도(ELECTROENCEPHALOGRAPHIC) 또는 EEG 기록 파형을 유발합니다.초기 반응 성분에는 N 40, P 50 및 N 100 파형이 포함됩니다. 어린이의 경우 잠복기가 더 길지만, 성인 기반 문헌과의 일관성을 유지하기 위해 해당 파형을 여전히 N 40, P 50 및 N 100으로 명명합니다. 자극이 두 번째로 제시되는 즉시 뇌 억제 시스템이 활성화되어 유발 반응이 감소합니다.우리는 의식적인 사고 없이 감각 처리의 매우 초기 단계에서 발생하는 P 50 파형에 집중합니다. 이를 정량화하는 방법은 나중에 시연하겠으나, 일반적으로 첫 번째 소리에 비해 두 번째 소리에 대한 반응이 감소하는 것은 양호한 감각 게이팅(sensory gating)을 의미하며 주의 집중의 중요한 첫 단계입니다. 두 번째 소리에 대한 반응 억제에 실패하는 것은 감각 게이팅이 불량함을 나타내며, 이는 주의 집중의 어려움과 관련이 있습니다.참가자가 특별히 수행해야 할 작업이 없으므로, 이 과제는 영유아에게 사용하기에 매우 적합합니다. 추가적으로 고려해야 할 중요한 사항이 하나 있습니다. 이러한 자동적인 전주의적 억제 과정은 각성 수준이 높아진 상태에서는 효과가 없습니다.영아에게 전극을 부착하는 행위만으로도 각성 상태가 되어 감각 게이팅(sensory gating)의 정확한 평가를 방해할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해, P 50 기록 전에 영아가 활성 수면(active sleep), 즉 영아기의 급속 안구 운동 또는 REM 수면 상태에 진입하도록 해야 합니다. 감각 게이팅 측정을 위해 전도성 페이스트가 채워진 은-염화은(silver chloride) 전극을 의료용 접착 테이프로 아동에게 부착합니다.뇌전도(EEG)와 청성 유발 전위는 두피의 정점(vertex) 부위 zz에서 기록합니다. 수면 단계 분석을 돕기 위해, 왼쪽 또는 오른쪽 눈의 바로 위쪽과 가쪽(lateral)에 배치한 전극에서 양극 전안구도(EOG)를 기록합니다. 또한 턱밑 전근도(EMG)도 함께 기록합니다.신호는 5,000배로 증폭되며 0.05에서 100 Hz 사이에서 필터링됩니다. EOG 신호는 1,000배로 증폭되어 1에서 200 Hz 사이에서 필터링되며, EMG 신호는 10,000배로 증폭되어 1에서 2,200 Hz 사이에서 필터링됩니다. 샘플링 속도는 1,000 Hz로 설정합니다.데이터는 ACI 형식으로 변환됩니다. 아동이 잠든 것이 확인되고 전극 임피던스가 10 kΩ 미만이면, MathWorks(미국 매사추세츠주 NA)에서 제공하는 MATLAB 소프트웨어를 사용하여 추가 분석을 수행합니다. 머리 양측에 배치된 두 개의 스피커를 통해 지속 시간 50 milliseconds, 간격 500 milliseconds인 쌍 클릭음을 제시합니다. 클릭 쌍 사이의 자극 간격은 10 seconds로 일정하게 유지합니다.각 클릭 시 85dB의 음압 레벨이 출력되도록 볼륨을 조절합니다. 영아가 잠든 상태를 유지하는 동안 귀에서의 음압 레벨 기록을 계속하며, 일반적으로 30분에서 90분 사이의 연속적인 데이터를 얻습니다. 활동성 수면 기간을 충분히 식별하기 위해서는 일반적으로 60분 이상의 수면 시간이 필요합니다.분석을 위해, 아기가 잠들어 있을 때 최적의 데이터를 얻을 수 있습니다. 목표는 최소 15분 동안 중단 없는 활성 수면 상태를 유지하는 것입니다. 이 정도의 데이터를 확보하기 위해, 일반적으로 1시간에서 1시간 30분 동안 기록합니다.영유아 피험자가 계속 잠들어 있을 가능성을 최대화하기 위해 여러 가지 조치를 취할 수 있습니다. 여기에는 영유아의 평소 낮잠 시간에 맞춰 방문 일정을 잡는 것, 다른 활동 공간과 떨어진 조용한 방을 사용하는 것, 방을 어둡게 하는 것, 그리고 아기가 선호하는 것에 따라 사용할 수 있도록 아기 침대, 아기 그네 및 흔들 의자를 준비하는 것이 포함됩니다. 그네나 아기 침대의 머리 부분에는 아기의 머리를 위해 시트를 깔아줍니다.깨끗한 전극, 전도성 EEG 페이스트, 그리고 노스캐롤라이나주 샬럿의 ComMedics 사에서 제작한 NeuroScan과 같은 뇌파 기록 장치를 포함하여, 아기가 도착하기 전에 모든 준비를 마치는 것이 중요합니다. 마지막으로, 아마도 가장 중요한 점은 예상보다 더 충분한 시간을 계획해야 한다는 것입니다. 아기들은 스트레스에 매우 민감하며, 실험자가 압박감을 느끼면 아기 또한 스트레스를 받아 잠을 잘 자지 못하게 됩니다.아기가 도착하면 속싸개를 시작하기 전에 반드시 수유와 트림을 시키고 기저귀가 깨끗한지 확인하십시오. 필요한 경우, 임피던스를 최소화하기 위해 전극 준비 패드로 머리를 닦아줍니다. 전극을 고정하기 위해 전도성 EEG 페이스트와 천 테이프가 사용됩니다. 환경 소음의 영향을 줄이기 위해 이마 또는 귀 뒤쪽에 접지용 전극을 배치합니다.기준 전극으로 사용하기 위해 오른쪽 또는 왼쪽 유양돌기에 전극을 부착합니다. 기준 전극은 유양돌기와 얼굴의 동일 선상에 위치한다면 코 위에 배치할 수도 있습니다. CZ 전극 배치를 위해 머리의 중앙 지점을 측정할 때 때때로 줄자를 사용합니다.전극을 cz에 배치합니다. EEG의 경우, 안구 전도(EOG) 또는 안구 운동을 기록하기 위해 두 개의 전극을 배치하는데, 하나는 눈썹 위 뼈에, 다른 하나는 눈 오른쪽 뼈에 배치합니다. 근육 긴장도를 측정하기 위한 EMG용 전극 하나는 턱에 부착하며, neuros scan을 사용하여 임피던스 수치를 확인합니다. 판독 값은 낮은 임피던스를 나타내는 진한 파란색 또는 검은색으로 나오는 것이 이상적입니다.때로는 아기의 머리 위에서 페이스가 예열될 때까지 기다리는 것이 유익하며, 이는 임피던스 측정값을 낮춰줍니다. 또한 원하는 임피던스 수준을 얻기 위해 전극을 눌러줄 필요가 있을 수 있습니다. 일반적으로 이 시간에는 실내를 어둡게 하지만, 촬영을 위해 조명을 켠 상태로 유지하겠습니다.눈의 개폐 여부, 신체 움직임, 아기의 움직임으로 인해 전극이 이동하거나 이탈했는지 여부, 더 정확한 측정을 위한 조치, 외부 소음 및 활동성 수면의 가능 시간 등 과정에 대한 코멘트를 동시에 기록합니다. 트레이싱(tracing)에 심박수가 나타나는 경우, EMG 전극을 뼈가 있는 부위나 턱 부분으로 옮깁니다. 판독 결과에 노이즈가 많거나 무질서한 경우, 휴대전화와 같이 실내에 있는 기기로부터 발생하는 전자 간섭이 원인일 수 있습니다.전극이 제대로 고정되지 않은 경우에는 전극을 아래로 눌러 더 단단히 고정할 수 있으며, 전선이 다른 전기원에 닿는 경우에는 전선을 테이프로 고정하여 이를 방지할 수 있습니다. 아기가 깨어나면 접착제 제거제를 사용하여 테이프와 페이스트를 쉽게 제거합니다. 아기용 물티슈를 사용하여 아기의 머리에 남은 잔여 페이스트를 닦아냅니다.그 후 가족에게 감사를 표하고 녹화된 데이터는 오프라인 분석 단계로 넘어갑니다. 다음은 전형적인 영아의 트레이싱 일부입니다. 첫 번째 단계는 능동 수면(active sleep) 기간과 정적 수면(quiet sleep) 기간을 식별하는 것입니다.특히, 15분 이상 지속되는 활성 수면(active sleep) 기간을 찾고 있습니다. 활성 수면에서는 큰 안구 운동과 함께, 아이가 깨어 있을 때와 유사하게 고주파 및 저전압의 특성을 보이는 활성 뇌파가 나타납니다. 또한, 평탄한 EMG로 표시되는 낮은 근긴장도가 관찰되며, 기록 중에 수집된 노트에는 아기의 눈이 감겨 있고 호흡이 불규칙하다는 내용이 기재될 것입니다.기록 후에는 약 60 hertz의 주파수에서 발생하는 파형을 제거하는 필터를 포함하여 트레이싱에 필터를 적용합니다. 60 hertz 파형은 대부분의 미국 전자 제품에 의해 생성됩니다. 또한 1 hertz 미만의 주파수를 제거하는 필터를 사용하는데, 이는 에너지 장의 무관한 드리프트에 의해 생성되는 것입니다.이를 통해 뇌파와 환경에 의해 생성된 파동을 구별할 수 있습니다. 3초 분량의 에포크(epoch)를 확대해 보면, 클릭이 발생한 지점을 확인할 수 있습니다.하지만 단일한 2초 분량의 에포크(epoch)만으로는 특정 유발 전위파를 식별하기 어렵습니다. 따라서 에포크들을 함께 평균화하며, 에포크의 수가 많을수록 각 성분이 더 명확해집니다. 여기서는 75개의 에포크를 평균화하여 우리가 측정하고자 하는 파형을 확인할 수 있습니다.자극이 제시된 후 나타나는 첫 번째 큰 양성파를 P1 또는 P50이라고 합니다. 그 뒤에는 N100이라 불리는 음성 방향의 두 번째 파형이 이어집니다. 영아의 경우, 이러한 파형들은 성인에서 관찰되는 것보다 더 늦게 나타납니다.이 영아의 P 50은 성인에서 관찰되는 50 ms와 달리 자극 후 약 75 ms 후에 실제로 발생했습니다. 우리는 첫 번째와 두 번째 소리에 대한 반응을 측정한 후, 이전의 저점(trough)부터 정점(peak)까지 P 50의 진폭을 측정했습니다. 두 번째 진폭을 첫 번째 진폭으로 나눕니다.게이팅 비율을 식별하기 위해 피크의 가장 높은 지점에서 잠복기를 측정합니다. 여기 게이팅에 실패하여 비율이 1에 가까운 영아의 예와, 정상적인 감각 게이팅을 가능하게 하는 잘 기능하는 억제 과정을 반영하여 비율이 0에 더 가까운 영아의 예가 있습니다. 어떤 백분율을 정상 게이팅으로 간주할 것인지에 대한 명확한 컷오프 기준은 아직 확립되지 않았습니다.모든 게이팅 백분율이 없는 것보다 낫다는 점을 염두에 두면서 0.5의 컷오프 값을 사용합니다. P 50 감각 게이팅(sensory gating)은 주의력의 초기 전주의적 성분을 측정하는 효과적인 방법입니다. 이 방법은 생후 몇 시간 된 매우 어린 영아에게도 적용 가능합니다.이 방법은 초기 발달 과정에 대한 통찰을 제공할 수 있습니다. 또한, 주의력 결핍 문제가 임상적으로 나타나기 훨씬 전부터 이를 예방하기 위한 새로운 중재법을 평가하는 기제로 유용하게 활용될 수 있습니다. Jerome Kern Laboratories의 저희는 이번 발표가 영아의 P 50 감각 게이팅을 평가하기 위한 기초 교육을 제공하는 데 도움이 되었기를 바랍니다.

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