Name: P50 Sensorische Gating bij zuigelingen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 55 s
Description: Leer P50 sensorische gating meten bij zuigelingen via EEG-opnames tijdens slaap. Deze methode helpt onderzoekers vroege aandachtsprocessen en neurobiologische ontwikkeling bestuderen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd gefinancierd, althans gedeeltelijk, door de National Institutes of Health (NIH-subsidienummers MH086383, MH056539 en MH015442) en door het Instituut voor Geestelijke Stoornissen bij Kinderen.

1. Institutioneel Overzicht en Toezicht
<ol>
	<li>Alle werkzaamheden met menselijke proefpersonen vereisen goedkeuring en toezicht van een Institutioneel Review Board. De methoden die hier worden gerapporteerd, zijn, wanneer ze in onderzoek worden gebruikt, beoordeeld en goedgekeurd door de Colorado Multiple Institutional Review Board (COMIRB).</li>
</ol>
2. Voorbereiding en Opname
<ol>
	<li>Plan het baby voor 90 minuten tijdens de reguliere dutjetijd. Zorg voor schone elektroden, geleidende EEG-pasta en een donkere, rustige kamer. Voed, laat overgeven en verander de luier van de baby voordat je begint.</li>
	<li>Veeg het hoofd schoon om de impedantie te minimaliseren. CZ heeft de grootste amplitude P5011. Plaats elektroden op CZ, op het voorhoofd, boven en onder één oog, op de kin en op de rechter mastoïde.</li>
	<li>Presenteer 50 msec brede-spectrum stimuli (klikken) als paar met een interstimulus interval van 500 msec. Paartje klikken moeten 10 seconden uit elkaar worden gepresenteerd.</li>
	<li>Neem op tot er 15 minuten continue actieve slaap is (het equivalent van de REM-slaap bij baby's). Laat de baby zijn natuurlijke slaapperiode voltooien. Dit kan meer dan 90 minuten duren. Houd de status van de baby bij (bijv. ogen open of gesloten, beweging, enz.) tijdens de hele slaapperiode.</li>
</ol>
3. Data-analyse
<ol>
	<li>Identificeer 15 minuten continue, actieve slaap. Deze periode zal hoge frequentie, lage spanning hersengolven, lage spierspanning, grote oogbewegingen hebben en wordt opgemerkt door gesloten ogen.</li>
	<li>Filter de gegevens om 60 Hz interferentie en lage frequentie (<1 Hz drift)12 te verwijderen.</li>
	<li>Identificeer epochen door de presentatie van het eerste geluid in elk paar. Gemiddeld minimaal 60 epochen. Hoe meer epochen er worden gebruikt, hoe groter de signaal-ruisverhouding mogelijk is.</li>
	<li>Filter het gemiddelde spoor met behulp van een banddoorlaatfilter tussen 10-50 Hz. Dit maakt het mogelijk om de component gemakkelijker te identificeren. Gebruik het gefilterde gemiddelde spoor om de P50 amplitude in reactie op de eerste en tweede stimulus onafhankelijk te meten. P50 golven worden geïdentificeerd als de eerste golf tussen 40 en 100 msec na de stimuluspresentatie; amplitude wordt gemeten van de voorgaande kuil tot de piek.</li>
	<li>Deel de amplitude van de P50-golf in reactie op het tweede geluid door de amplitude van de P50-golf in reactie op het eerste geluid om een P50 sensorische gating ratio te verkrijgen.</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>
<li>Kisley, M. A., Noecker, T. L., Guinther, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+sensory+gating+to+mismatch+negativity+and+self-reported+perceptual+phenomena+in+healthy+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Comparison of sensory gating to mismatch negativity and self-reported perceptual phenomena in healthy adults.</a> Psychophysiology. 41 (4), 604-612 (2004).</li>
<li>Olincy, A., Ross, R. G., Harris, J. G., Freedman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurophysiological+studies+of+the+P50+auditory+evoked+potential+in+adult+attention+deficit+disorder%3A+comparison+with+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Schizo.+Res%22%5BJournal%5D)">Neurophysiological studies of the P50 auditory evoked potential in adult attention deficit disorder: comparison with schizophrenia.</a> Schizo. Res. 36, 257-25 (1999).</li>
<li>Adler, L. E., Pachtman, E., Franks, R., Freedman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurophysiological+evidence+for+a+defect+in+neuronal+mechanisms+involved+in+sensory+gating+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Psychiat%22%5BJournal%5D)">Neurophysiological evidence for a defect in neuronal mechanisms involved in sensory gating in schizophrenia.</a> Biol. Psychiat. 17, 639-654 (1982).</li>
<li>Martin, L. F., Mei-Hua, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiology+of+schizophrenia%2C+bipolar+disorder+and+schizoaffective+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Psychiatr%22%5BJournal%5D)">Physiology of schizophrenia, bipolar disorder and schizoaffective disorder.</a> Am. J. Psychiatr. 164 (12), 1900-1906 (2007).</li>
<li>Adler, L. E., Gerhardt, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+physiology+and+catecholamines+in+schizophrenia+and+mania%5BTitle%5D)+AND+%22Psychiatr.+Res.%22%5BJournal%5D)">Sensory physiology and catecholamines in schizophrenia and mania.</a> Psychiatr. Res.. 31 (3), 297-309 (1990).</li>
<li>Kisley, M. A., Olincy, A., Freedman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+state+on+sensory+gating%3A+comparison+of+waking%5BTitle%5D)+AND+%22REM+and+non-REM+sleep.+Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">The effect of state on sensory gating: comparison of waking.</a> REM and non-REM sleep. Clin. Neurophysiol. 112, 1154-1165 (2001).</li>
<li>Kisley, M. A., Olincy, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+gating+impairment+associated+with+schizophrenia+persists+into+REM+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Sensory gating impairment associated with schizophrenia persists into REM sleep.</a> Psychophysiology. 40 (1), 29-38 (2003).</li>
<li>Nagamoto, H. T., Adler, L. E., Waldo, M. C., Griffith, J., Freedman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gating+of+auditory+response+in+schizophrenics+and+normal+controls%3A+Effects+of+recording+site+and+stimulation+interval+on+the+P50+wave%5BTitle%5D)+AND+%22Schizo.+Res%22%5BJournal%5D)">Gating of auditory response in schizophrenics and normal controls: Effects of recording site and stimulation interval on the P50 wave.</a> Schizo. Res. 4 (1), 31-40 (1991).</li>
<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>
<li>Siegel, C., Waldo, M., Mizner, G., Adler, L. E., Freedman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deficits+in+sensory+gating+in+schizophrenic+patients+and+their+relatives%3A+Evidence+obtained+with+auditory+evoked+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Gen.+Psychiat%22%5BJournal%5D)">Deficits in sensory gating in schizophrenic patients and their relatives: Evidence obtained with auditory evoked responses.</a> Arch. Gen. Psychiat. 41, 607-612 (1984).</li>
<li>Ross, R. G., Hunter, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perinatal+choline+effects+on+neonatal+pathophysiology+related+to+later+schizophrenia+risk%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Psychiat%22%5BJournal%5D)">Perinatal choline effects on neonatal pathophysiology related to later schizophrenia risk.</a> Am. J. Psychiat. 170 (3), 290-298 (2013).</li>
<li>Tregellas, J. R., Davalos, D. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+hemodynamic+response+in+the+hippocampus%2C+thalamus%2C+and+prefrontal+cortex+during+abnormal+sensory+gating+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Schizo.+Res%22%5BJournal%5D)">Increased hemodynamic response in the hippocampus, thalamus, and prefrontal cortex during abnormal sensory gating in schizophrenia.</a> Schizo. Res. 92 (1-3), 262-272 (2007).</li>
<li>Ross, R. G., Stevens, K. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cholinergic+mechanisms%2C+early+brain+development%2C+and+risk+for+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Child+Psychol.+Psychiat%22%5BJournal%5D)">Cholinergic mechanisms, early brain development, and risk for schizophrenia.</a> J. Child Psychol. Psychiat. 51 (5), 535-549 (2010).</li>
<li>Leonard, S., Gault, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Association+of+promoter+variants+in+the+alpha7+nicotinic+acetylcholine+receptor+subunit+gene+with+an+inhibitory+deficit+found+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Gen.+Psychiat%22%5BJournal%5D)">Association of promoter variants in the alpha7 nicotinic acetylcholine receptor subunit gene with an inhibitory deficit found in schizophrenia.</a> Arch. Gen. Psychiat. 59 (12), 1085-1096 (2002).</li>
<li>Stevens, K. E., Kem, W. R., Freedman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+alphay+7+nicotinic+receptor+stimulation+normalizes+chronic+cocaine-induced+loss+of+hippocampal+sensory+inhibition+in+C3H+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Psychiat%22%5BJournal%5D)">Selective alphay 7 nicotinic receptor stimulation normalizes chronic cocaine-induced loss of hippocampal sensory inhibition in C3H mice.</a> Biol. Psychiat. 46 (10), 1443-1450 (1999).</li>
<li>Adler, L. E., Hoffer, L. J., Griffith, J., Waldo, M. C., Freedman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normalization+by+nicotine+of+deficient+auditory+sensory+gating+in+the+relatives+of+schizophrenics%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Psychiatr%22%5BJournal%5D)">Normalization by nicotine of deficient auditory sensory gating in the relatives of schizophrenics.</a> Biol. Psychiatr. 32 (7), 607-616 (1992).</li>
<li>Griffith, J. M., O'Neill, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nicotinic+receptor+desensitization+and+sensory+gating+deficits+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Psychiat%22%5BJournal%5D)">Nicotinic receptor desensitization and sensory gating deficits in schizophrenia.</a> Biol. Psychiat. 44, 98-106 (1998).</li>
<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>

Drs. Ross en Hunter ontvangen salarisondersteuning van door NIH gefinancierde subsidies. Alle andere auteurs hebben geen conflicten te melden.

P50 sensorisch gating wordt gezien als een weerspiegeling van een complexe interactie van remmende neurocircuits die zich voornamelijk in de hippocampus, de dorsolaterale prefrontale cortex en de thalamus bevinden16. Dus, veranderingen in P50 sensorisch gating bij zuigelingen kunnen duiden op een veranderde ontwikkeling in deze hersengebieden.
In deze hersengebieden is de remming van glutamaterge piramidale cellen door GABAerge interneuronen waarschijnlijk verantwoordelijk voor het gating proces, waarbij de remming wordt geboden door GABAerge cellen. De GABAerge interneuronen worden zelf gemoduleerd door adrenerge en cholinerge input. De adrenerge input is intermitterend en remt de interneuronen, wat hun vermogen om piramidale cellen te remmen vermindert en zo het sensorisch gating blokkeert. Een van de moeilijkheden bij het opnemen van wakkere zuigelingen is dat zelfs zeer milde stressoren, zoals het aanbrengen van elektroden, de adrenerge tonus kunnen verhogen en het vermogen om functionele gatingcapaciteiten te meten kunnen verstoren.
In tegenstelling tot de invloed van intermitterende adrenerge input, is cholinerge stimulatie van interneuronen tonisch en resulteert in verbeterde interneuronactiviteit, waardoor het sensorisch gating wordt verbeterd17. Factoren die de cholinerge input verminderen, zoals genetische fenotypes gerelateerd aan verminderde cholinerge receptorexpressie, leiden tot chronische problemen met sensorisch gating18. Evenzo vermindert verminderde neuronale afgifte van choline, zoals tijdens niet-REM-slaap, ook de interneuronactiviteit en sensorisch gating. Nicotine is een interessante verbinding, omdat acuut gebruik nicotinische cholinerge receptoren stimuleert en sensorisch gating verbetert19,20, terwijl herhaald of chronisch nicotinegebruik geen effect heeft wanneer het alleen wordt gebruikt, maar de effecten van andere agonisten blokkeert21, vermoedelijk omdat chronische stimulatie leidt tot receptordesensitisatie22. Zuigelingen die prenataal zijn blootgesteld aan nicotine door moederlijke sigarettengebruik, hebben een verminderd P50 sensorisch gating12.
Deze bewustwording van de fundamentele biologie van sensorisch gating vormde de basis voor een gerandomiseerd onderzoek naar suppletie tijdens de zwangerschap met het voedingscomponent choline, een agonist op de cholinerge receptor op interneuronen. De suppletie vond plaats vanaf het begin van het tweede trimester tot ongeveer 3 maanden na de geboorte. Zuigelingen die cholinesuppletie hadden gekregen, hadden een versnelde ontwikkeling van sensorisch gating15.
Beoordeling van het P50 sensorisch gating ratio bij zuigelingen is haalbaar23, betrouwbaar24 en stabiel tussen babytijd en vier jaar oud25. Stoornissen in het P50 sensorisch gating bij zuigelingen zijn geassocieerd met prenatale risicofactoren voor latere psychiatrische aandoeningen12,26 en met een verhoogd risico op het ontwikkelen van psychiatrische symptomen op 4-jarige leeftijd27. Echter, zuigelingen met een verminderd P50 sensorisch gating zijn nooit gevolgd tot na 4 jaar oud; dus het blijft onduidelijk of P50 sensorisch gating bij zuigelingen voorspellend is voor latere psychopathologie of of inspanningen om P50 sensorisch gating bij zuigelingen te veranderen nuttig zullen zijn als primaire preventiestrategieën.
De aanpassing van het auditieve P50 sensorisch gating paradigma voor zuigelingenstudie maakt het mogelijk om vragen te onderzoeken over wanneer tijdens de ontwikkeling cerebrale remming zich ontwikkelt en wanneer die ontwikkeling misgaat voor individuen die kwetsbaar zijn voor latere aandachtsgerelateerde neuropsychiatrische aandoeningen. Soortgelijke inspanningen met andere fysiologische taken, zoals mismatch negativiteit, eye tracking en prepulsremming, kunnen andere vensters bieden naar vroege ontwikkeling. Het is te hopen dat de aanpassing van taken voor gebruik in de vroege babytijd het begrip van de ontwikkelingstijdsverloop van deze aandoeningen kan vergroten en nieuwe primaire preventiestrategieën kan suggereren17.

Veel neuropsychiatrische aandoeningen - waaronder aandachtstekortstoornis met hyperactiviteit (ADHD), bipolaire stemmingsstoornis en schizofrenie - worden beschouwd als neurodevelopmentele stoornissen, wat betekent dat het begin van de symptomen ten minste gedeeltelijk te wijten is aan zeer vroege afwijkingen in de hersenontwikkeling. De vroege hersenaandoeningen in de ontwikkeling kunnen jaren of zelfs decennia voorafgaand aan het begin van de volledige aandoening stil zijn of alleen geassocieerd zijn met niet-specifieke symptomen. Dit model suggereert dat een volledig begrip van de aandoening methoden kan vereisen om zeer subtiele veranderingen in de hersenfunctie te meten, heel vroeg in de hersenontwikkeling.
P50 sensorisch gating weerspiegelt een vroege stap in het aandachtsproces1,2. P50 sensorisch gating verwijst naar een specifieke taak, een auditief geëvoqueerde potentiaaltaak, die correleert met gedrags- en neurocognitieve tests van aandacht en weerspiegelt cerebrale remmende mechanismen3,4. In deze taak worden proefpersonen gepresenteerd met twee identieke auditieve stimuli met breed spectrum ("klikken") terwijl een EEG-respons wordt geregistreerd. Een auditieve stimulus veroorzaakt een consistente EEG-gemeten hersenreactie; de respons omvat een golf die, bij volwassenen, ongeveer 50 msec na de stimulus optreedt. Omdat de golf in de positieve richting is, wordt deze golf beschreven als de P50-golf. De meeste individuen vertonen een significant verminderde respons op de tweede stimulus van een paar ten opzichte van de eerste, reflecterend van het vermogen van de hersenen om automatisch de respons op irrelevante herhaalde informatie te remmen (om sensorische informatie te 'gaten'). Veel psychiatrische aandoeningen met aandachtssymptomen - waaronder aandachtstekortstoornis met hyperactiviteit (ADHD), bipolaire stemmingsstoornis en schizofrenie - worden geassocieerd met beperking in sensorisch gating5-7.
De resultaten van auditief P50 sensorisch gating kunnen worden verward door de adrenerge tonus van een proefpersoon8. Tijdens de REM-slaap is de adrenerge tonus verminderd, waardoor de REM-slaap een optimale tijd is voor taakadministratie9,10. Omdat P50 sensorisch gating een passieve taak is en omdat baby's veel van hun dag in actieve slaap doorbrengen (de babyversie van de REM-slaap), kan P50 sensorisch gating zelfs worden gemeten bij zeer jonge baby's.

<table><tbody><tr><td>E-Prime Version 2.0 Professional</td><td>Psychology Software Tools</td><td>EPR-225142</td><td>Stimulus presentatie software</td></tr><tr><td>Alcohol Prep Pads with Pumice</td><td>Compumedics</td><td>95000016</td><td>Reinigt de huid ter voorbereiding op elektrodeplaatsing</td></tr><tr><td>Ten20 Paste</td><td>Compumedics</td><td>92100032</td><td>EEG geleidende pasta die zelfklevende eigenschappen heeft om elektroden op hun plaats te houden</td></tr><tr><td>Grass Ag/AgCl Surface Electrodes (10mm)</td><td>Grass Technologies</td><td>FS E5SHC-48</td><td>10 mm elektroden worden gebruikt om EEG-signalen van het oppervlak van de schedel op te nemen en dienen als referentie- en grondelektroden</td></tr><tr><td>Grass Ag/AgCl Surface Electrodes (6 mm)</td><td>Grass Technologies</td><td>F E6SHC-48</td><td>6mm elektroden worden gebruikt om oogbewegingen (EOG) en spierspanning (EMG) van het oppervlak van de huid op te nemen</td></tr><tr><td>Paper Surgical Tape</td><td>Micropore</td><td>1530-0</td><td>Zwak zelfklevend tape dat wordt gebruikt om elektroden op hun plaats te houden</td></tr><tr><td>NuAmps Amplifier</td><td>Neuroscan</td><td>N/A</td><td>40-kanaals monopool digitale versterker voor het opnemen van EEG</td></tr><tr><td>Harmon/Kardon computer Speakers</td><td>Harman/Kardon</td><td>HK206</td><td>Wordt gebruikt om auditieve "clicks" te presenteren</td></tr></tbody></table>

p50 sensorische gating bij zuigelingen

P50 Sensory Gating in Infants

Aandachtstekorten komen vaak voor bij verschillende neuropsychiatrische stoornissen, waaronder aandachtstekortstoornis met hyperactiviteit, autisme, bipolaire stemmingsstoornis en schizofrenie. Er is steeds meer interesse in de neurodevelopmentele componenten van deze aandachtstekorten; neurodevelopmenteel betekent dat, hoewel de tekorten klinisch prominent worden in de kindertijd of volwassenheid, de tekorten het resultaat zijn van problemen in de hersenontwikkeling die beginnen in de kindertijd of zelfs vóór de geboorte. Ondanks deze interesse zijn er weinig methoden om aandacht heel vroeg in de kindertijd te beoordelen. Dit rapport richt zich op één methode, sensorisch P50-gating bij baby's.
Aandacht heeft verschillende componenten. Een van de vroegste componenten van aandacht, sensorisch gating genaamd, stelt de hersenen in staat om repetitieve, niet-informatieve sensorische informatie uit te schakelen. Auditief P50 sensorisch gating verwijst naar een taak die is ontworpen om sensorisch gating te meten aan de hand van veranderingen in EEG. Wanneer identieke auditieve stimuli met een tussenpoos van 500 ms worden gepresenteerd, is de geëvokeerd response (verandering in de EEG geassocieerd met de verwerking van de klik) op de tweede stimulus over het algemeen minder dan de respons op de eerste stimulus (d.w.z. de respons is 'gegate'). Wanneer de respons op de tweede stimulus niet wordt verminderd, wordt dit beschouwd als een slecht sensorisch gating, is reflectief van verminderde cerebrale remming en is gecorreleerd met aandachtstekorten.
Omdat de auditieve P50 sensorische gating taak passief is, is deze potentieel nuttig bij het onderzoek naar jonge baby's en kan deze een venster bieden in de ontwikkelingstijdslijn van aandachtstekorten bij verschillende neuropsychiatrische stoornissen. Het doel van deze presentatie is om de methodologie voor het beoordelen van sensorisch P50-gating bij baby's te beschrijven, een methodologie die is aangepast van die welke wordt gebruikt in onderzoeken naar volwassen populaties.

P50 sensory gating-ratio's variëren over het algemeen van 0 tot iets meer dan 1,0. Waarden boven de 2 komen over het algemeen alleen voor bij P50-amplitudes onder de 1,0 μV, kunnen duiden op een slechte signaal-ruisverhouding en moeten ofwel worden weggegooid of worden afgekapt naar een waarde van 2,0 11. Gemiddelde waarden van baby's uit de algemene populatie zouden rond de 0,4 moeten liggen 13. Figuur 1 toont twee voorbeeldregistraties: één van een baby met typische sensory gating en één van een baby met een gebrekkige sensory gating.
P50-sensorische gating kan worden berekend door aftrekking: de amplitude van de respons op het eerste geluid minus de amplitude van de respons op het tweede geluid. Er is echter een grote variabiliteit in de attenuatie van het signaal van de bron via het hoofdhuid tot aan de meetelektrode. Factoren die de attenuatie kunnen beïnvloeden zijn onder meer de dikte van de schedel, vuil (bijv. stof/vuil) op de hoofdhuid en het vochtgehalte op het oppervlak van de hoofdhuid. Deze variatie in signaalattenuatie tussen individuen en bij hetzelfde individu over een bepaalde periode vermindert de betrouwbaarheid van de resultaten bij een aftrekkingsmethode. Daarom wordt P50-sensorische gating over het algemeen gerapporteerd als een ratio: de amplitude van de respons op het tweede geluid gedeeld door de amplitude van de respons op het eerste geluid.
P50-sensory gating-ratio's kunnen als continue maatstaf worden gebruikt. De creatie van een ratio introduceert echter extra variabiliteit. Een alternatief is om de resultaten te dichotomiseren in "normale" versus "beperkte" P50-sensory gating. Bij volwassenen worden ratio's &lt; 0,40 als normaal beschouwd en &gt; 0,50 als beperkt14. Ratio's tussen 0,40-0,50 worden als onbepaald beschouwd en kunnen aan beide groepen worden toegevoegd of worden uitgesloten van verdere analyse. Passende afkapwaarden voor zuigelingen zijn nog niet definitief vastgesteld; voorlopig werk suggereert echter dat afkapwaarden die vergelijkbaar zijn met die bij volwassenen passend zijn15.
<img alt="P50 sensory gating EEG-grafieken die een typische en een slechte respons tonen; μvolt-metingen; stimulusimpact." 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="Figuur 1"> 
Figuur 1. Voorbeelden van registraties.  <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50065/50065fig1highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken</a>.

Methoden om auditief P50 sensorisch gating op te nemen, een fysiologisch kenmerk van cerebrale remming die vroege stadia van aandacht weerspiegelt, worden beschreven.

P50 Sensorische Gating bij zuigelingen

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

Hoi, ik ben Ally Newton. Ik ben dr. Sharon Hunter. Ik ben dr. Randy Ross.Wij maken deel uit van de Jerome Kern Labs en het programma voor ontwikkelingsonderzoek aan de University of Colorado Denver School of Medicine. We gaan de infant P 50 gating demonstreren, een vorm van auditieve sensorische gating. Aandachtsstoornissen komen veel voor bij een aantal psychiatrische aandoeningen, waaronder schizofrenie, bipolaire stoornis, autisme en attention-deficit hyperactivity disorder, of ADHD.Er is een groeiende belangstelling voor de neuro-ontwikkelingscomponenten van deze aandachtstekorten. Neuro-ontwikkeling betekent dat hoewel de tekorten klinisch prominent worden in de kindertijd of volwassenheid, de tekorten het resultaat zijn van problemen in de hersenontwikkeling die zeer vroeg in het leven beginnen, in de babytijd of zelfs prenatale.P 50 sensory gating is een methode die kan worden toegepast bij zeer jonge zuigelingen. Aandacht bestaat uit verschillende componenten. We zullen ons hier concentreren op een van de vroegste componenten.De hersenen zijn erop ingesteld om repetitieve, niet-informatieve sensorische informatie te filteren of af te stoten. Deze sensorische gating kan worden gemeten met behulp van auditieve evoked potentials. Een nieuwe auditieve stimulus wekt een klassieke elektro-encefalografische of EEG-registratie op; golven worden aangemerkt als positief (P) of negatief (N), en worden gedefinieerd door de latentie waarin ze optreden na de stimulus bij een typische volwassen respons.De componenten van de vroege respons omvatten de N 40-, P 50- en N 100-golven. De latenties bij kinderen zijn langer, maar de golven worden nog steeds aangeduid als N 40, P 50 en N 100 om de consistentie met de literatuur over volwassenen te behouden. Zodra een stimulus voor de tweede keer wordt gepresenteerd, worden de inhiberende systemen van de hersenen actief en neemt de opgeroepen respons af.Wij richten ons op de P 50-golf, die zeer vroeg in de sensorische verwerking optreedt zonder bewuste gedachte. We zullen later demonstreren hoe dit gekwantificeerd kan worden, maar over het algemeen duidt een vermindering van de respons op het tweede geluid ten opzichte van het eerste op een goede sensorische gating en is dit een belangrijke eerste stap in de aandacht. Het onvermogen om de respons op het tweede geluid te remmen wijst op een gebrekkige sensorische gating en is geassocieerd met aandachtsproblemen.Omdat er van de deelnemer niet wordt gevraagd iets te doen, is deze taak bij uitstek geschikt voor gebruik bij jonge zuigelingen. Er is nog één aanvullend belangrijk punt. Dit automatische preattentieve inhibitieproces is ineffectief tijdens perioden van verhoogde opwinding.Het plaatsen van elektroden bij een baby is voldoende om deze te wekken en een nauwkeurige beoordeling van de sensorische gating te belemmeren. Om dit tegen te gaan, moeten baby's in staat zijn om in een actieve slaap te raken, de infantiele variant van de rapid eye movement (REM)-slaap, voordat de P 50 wordt geregistreerd. Voor sensorische gating worden zilver/zilverchloride-elektroden gevuld met geleidende pasta met medische plakband bij het kind aangebracht.Het elektro-encefalogram, EEG, en auditieve evoked potentials worden geregistreerd vanaf de vertex van de hoofdhuid op locatie zz. Ter ondersteuning bij de slaapstadiëring wordt een bipolair elektrogram of EOG geregistreerd met elektroden direct superieur en lateraal ten opzichte van het linker- of rechteroog. Er wordt tevens een submentaal elektromyogram of EMG geregistreerd.Signalen worden 5 000 maal versterkt en gefilterd tussen 0,05 en 100 Hz. EOG-signalen worden duizend maal versterkt en gefilterd tussen 1 en 200 Hz en EMG-signalen worden 10 000 maal versterkt en gefilterd tussen 1 en 2200 Hz. De bemonsteringssnelheid is ingesteld op 1000 Hz.De gegevens worden geconverteerd naar ACI-formaat. Verdere analyse vindt plaats met MATLAB-software, verkrijgbaar via MathWorks (NA Massachusetts, USA), zodra is vastgesteld dat het kind slaapt en de elektrode-impedanties lager zijn dan 10 kΩ. Gepaarde kliks met een duur van 50 milliseconden en een interval van 500 milliseconden worden gepresenteerd via twee luidsprekers die aan weerszijden van het hoofd zijn geplaatst. Het interstimulusinterval tussen de klikparen is consistent 10 seconden.Het volume wordt zodanig ingesteld dat elke klik een geluidsdrukgehalte van 85 decibel oplevert. De opname van het geluidsdrukgehalte wordt voortgezet zolang de zuigeling slaapt, wat doorgaans resulteert in tussen 30 en 90 minuten aan continue gegevens. Slaapperiodes van langer dan 60 minuten zijn over het algemeen noodzakelijk om voldoende perioden van actieve slaap te kunnen identificeren.Voor de analyse worden de beste gegevens verkregen terwijl de baby slaapt. Het doel is om minstens 15 minuten aan ononderbroken actieve slaap te registreren. Om deze hoeveelheid te verkrijgen, nemen we over het algemeen een uur tot anderhalf uur op.Er zijn veel maatregelen die kunnen worden genomen om de kans te maximaliseren dat de baby-deelnemer blijft slapen. Dit omvat het plannen van een bezoek tijdens de gebruikelijke duttijd van de baby, het gebruik van een stille ruimte, gescheiden van andere activiteiten, het verduisteren van de kamer en het beschikbaar stellen van een wiegje, babyhangmat en schommelstoel, afhankelijk van de voorkeur van de baby. Er wordt een laken bij het hoofdeinde van de hangmat of het wiegje gelegd voor het hoofd van de baby.Het is belangrijk dat alles klaarstaat voordat de baby arriveert, inclusief schone elektroden, geleidende EEG-pasta en opnameapparatuur, zoals een neuroscan van ComMedics, Neuroscan in Charlotte, North Carolina. Ten slotte, en wellicht het belangrijkste, moet u meer tijd inplannen dan u denkt nodig te hebben. Baby's zijn stressbarometers; als de experimentator zich onder druk gezet voelt, zal de baby stress ervaren en minder goed slapen.Zorg ervoor dat de baby gevoed en geboerd is en dat de luier schoon is voordat u begint met het inbakeren. Indien gewenst, veeg dan het hoofd af met een elektrode-voorbereidingsdoekje om de impedantie te minimaliseren; geleidende EEG-pasta en textieltape worden gebruikt om de elektroden op hun plaats te houden. Een elektrode wordt op het voorhoofd of achter de oren geplaatst voor de massa, wat dient om de impact van omgevingsruis te verminderen.Een elektrode wordt op de rechter- of linkerstroommastoid geplaatst als referentie-elektrode. De referentie kan ook op de neus worden geplaatst, mits deze zich op dezelfde gezichtslijn als de mastoid bevindt. Soms wordt een rolmaat gebruikt om het middelpunt op het hoofd te bepalen voor de plaatsing van de CZ-elektrode.Een elektrode wordt op cz geplaatst. Voor het EEG worden er twee geplaatst om EOG of oogbewegingen te registreren, één op het bot boven de wenkbrauw en één op het bot rechts van het oog. Eén elektrode wordt op de kin geplaatst voor een EMG om de spiertonus te meten. We controleren de impedantieniveaus met behulp van neuros scan. De aflezing moet idealiter donkerblauw of zwart zijn, wat duidt op een lage impedantie.Soms is het gunstig om te wachten tot de pace op het hoofd van de baby is opgewarmd, aangezien dit zal leiden tot een lagere impedantiewaarde. Het kan ook noodzakelijk zijn om de elektroden aan te drukken om te proberen de gewenste impedantieniveaus te bereiken. De kamer is normaal gesproken op dit moment verduisterd, maar voor de opnamen houden we het licht aan.Opmerkingen over het proces worden gelijktijdig genoteerd, zoals of de ogen open of gesloten zijn, eventuele lichaamsbewegingen, of de elektroden verschoven of verplaatst zijn door de beweging van de baby of om een betere meting te verkrijgen, eventueel extern geluid en mogelijke perioden van actieve slaap. Als de hartslag zichtbaar is in de registratie, verplaats de EMG-elektrode dan naar een benig deel of naar de kin. Als de meting ruis bevat of onduidelijk is, kan dit worden veroorzaakt door elektronische interferentie van iets in de kamer, zoals een mobiele telefoon.De elektrode is niet stevig geplaatst, in welk geval de elektrode verder naar beneden kan worden geduwd om deze beter te fixeren, of de draden raken een andere elektrische bron aan, wat kan worden voorkomen door de draden vast te plakken. Wanneer de baby wakker wordt, vergemakkelijkt een lijmverwijderaar het verwijderen van de tape en de pasta. Babydoekjes worden gebruikt om overtollige pasta van het hoofd van de baby te reinigen.Vervolgens wordt de familie bedankt en gaat de opname over naar de offline analyse. Hier is een gedeelte van een registratie van een typische zuigeling. De eerste stap is het identificeren van perioden van actieve slaap en perioden van rustige slaap.In het bijzonder zoeken we naar een periode van actieve slaap met een duur van langer dan 15 minuten. Actieve slaap vertoont grote oogbewegingen en actieve hersengolven, die worden gekenmerkt door een hoge frequentie en een laag voltage, vergelijkbaar met het beeld wanneer het kind wakker is. Er zal ook sprake zijn van een lage spiertonus, aangeduid door een afgevlakte EMG, en de tijdens de opname verzamelde notities zullen aangeven dat de ogen van de baby gesloten zijn en dat de baby een onregelmatige ademhaling heeft.Na de opname worden filters op de registraties toegepast, waaronder filters die golven verwijderen die optreden bij een frequentie van ongeveer 60 hertz. Golven van 60 hertz worden gegenereerd door de meeste elektronische apparatuur in de VS. We gebruiken ook een filter dat frequenties onder één hertz verwijdert; deze worden veroorzaakt door irrelevante drifts in het energieveld.Dit helpt ons om hersengolven te onderscheiden van golven die door de omgeving worden gegenereerd. Wanneer we inzoomen op een fragment van drie seconden, kunt u zien waar de klikjes hebben plaatsgevonden.Het identificeren van specifieke evoked potential-golven is echter moeilijk op basis van een enkele epoch van twee seconden. Daarom middelen we de epochs; hoe meer epochs, hoe duidelijker elke component wordt. Hier, met 75 gemiddelde epochs, zijn de golven die we willen meten zichtbaar.De eerste grote positieve golf nadat de stimulus is gepresenteerd, wordt P1 of P50 genoemd. Hierop volgt een tweede golf die negatief is, de N100 genoemd. Bij baby's treden deze later op dan bij volwassenen.De P 50 bij deze baby trad daadwerkelijk ongeveer 75 milliseconden na de stimulus op, tegenover de 50 milliseconden die bij volwassenen worden gezien. We hebben de amplitude van de P 50 gemeten vanaf het voorafgaande dal tot de piek, nadat de respons op het eerste en tweede geluid was gemeten. De tweede amplitude wordt gedeeld door de eerste.Om een gating-ratio te bepalen, wordt de latentie gemeten op het hoogste punt van de piek. Hier is een voorbeeld van een baby met een ratio die dicht bij één ligt, wat duidt op een falende gate, en een baby met een ratio dichter bij nul, wat wijst op een goed functionerend inhiberend proces dat normale sensorische gating mogelijk maakt. Er is geen vastgelegde afkapwaarde bepaald voor welk percentage als normale gating wordt beschouwd.We gebruiken een afkapwaarde van 0,5, waarbij we rekening houden met het feit dat elk percentage gating beter is dan geen. P 50 sensory gating is een effectieve methode om een vroege preattentieve component van aandacht te meten. De methode is bruikbaar, zelfs bij zeer jonge zuigelingen van slechts enkele uren oud.Deze methode kan inzicht bieden in de vroege ontwikkeling. Het kan ook nuttig zijn als mechanisme om nieuwe interventies te beoordelen die erop gericht zijn bepaalde aandachtsproblemen te voorkomen, lang voordat deze klinisch relevant worden. Wij van de Jerome Kern Laboratories hopenen dat deze presentatie behulpzaam was bij het bieden van basisinstructies voor het beoordelen van P 50 sensorische gating bij jonge zuigelingen.

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

De beoordeling en behandeling van pijn bij baby's is moeilijk, omdat baby's niet kunnen mondeling verslag uit over hun ervaring. In deze video beschrijven we kwantitatieve elektrofysiologische methoden en technieken die gebruikt kunnen worden om de respons op schadelijke gebeurtenissen van het kind zenuwstelsel te meten.

Elektrofysiologische metingen en analyse van Nociceptie in Human Zuigelingen

Gewenning en prepulse remming van de schrik zijn de operationele maatregelen van de zintuiglijke gating. Sensory gating is verstoord bij schizofrenie, en enkele andere psychische stoornissen en neurodegeneratieve ziekten. We beschrijven hier een standaard protocol op korte termijn en lange termijn gewenning te beoordelen, alsook prepulse remming van akoestische schrikreacties bij ratten en muizen.

Gewenning en prepulse Remming van akoestische schrikreactie bij knaagdieren

Objectieve en eenvoudig meten van sensorische verwerking is uiterst moeilijk in non-verbale of kwetsbare pediatrische patiënten. We ontwikkelden een nieuwe methode om een ​​kwantitatieve beoordeling van baby-en kinderkleding corticale verwerking van lichte aanraking, spraakklanken, en de multisensorische verwerking van de 2 stimuli, zonder dat actieve deelname van een proefpersoon of het veroorzaken ongemak in kwetsbare patiënten.

Kwantitatieve beoordeling van Corticale auditieve-tactiele verwerking bij kinderen met een handicap

High-density elektro-encefalografie (dEEG) wordt steeds vaker gebruikt om de hersenontwikkeling en plasticiteit in de vroege levensjaren te bestuderen. Hier presenteren we een toepassing van geavanceerde analysetechnieken die voortbouwt op traditionele EEG-opnames om de oscillerende dynamiek van snelle auditieve verwerking in de babyhersenen te begrijpen.

Infant Auditieve Verwerking en Event-gerelateerde Brain Oscillations

Dit artikel beschrijft een werkwijze voor het meten gehoorgevoeligheid in 2-4 jaar oude kinderen. Kinderen zijn opgeleid om play-gebaseerde reacties uit te voeren wanneer ze een doel hoort. Drempels worden dan geschat in een twee-interval, twee-alternatieven gedwongen keuze paradigma, gebaseerd op waarnemingen van het gedrag van het kind.

Behavioral Assessment van Hoorzitting in 2-4 jaar oude kinderen: een twee-interval, Observer-gebaseerde procedure Met behulp van geconditioneerde-Play gebaseerd Responses

Dit protocol beschrijft een eyeblink conditioning paradigma geschikt voor experimenten met een-jaar-oude zuigelingen. Commerciële of op maat gemaakte apparatuur kan worden gebruikt voor het leveren van de prikkels en gegevensverzameling en analyse moet worden verricht op de video-opnamen.

Klassieke korte-vertraging Eyeblink Conditioning in één-jarige kinderen

Temporal processing, een preattentive proces, kan ten grondslag liggen aan tekorten in hogere cognitieve processen, met inbegrip van aandacht, vaak waargenomen in Neurocognitieve stoornissen. Met behulp van prepulse remming als een paradigma exemplar, presenteren we een protocol voor het manipuleren van interstimulus interval (ISI) om de vorm van de ISI-functie moet worden van een beoordeling van de temporele verwerking.

De kracht van Interstimulus Interval voor de beoordeling van Temporal Processing in knaagdieren

Eye tracking studies met een preferentieel uitziend paradigma kunnen worden gebruikt om het opkomende begrip van baby's en de aandacht voor hun externe visuele wereld te bestuderen.

Het verkennen van de gevoeligheid van de baby voor visuele taal met behulp van Eye tracking en de preferentiële uitziende paradigma

Verschillende belangrijke punten voor het verkrijgen van kwalitatief hoogwaardige, betrouwbare visuele Evoked mogelijkheden (veps) bij pasgeborenen, terwijl het minimaliseren van variabiliteit en het risico van misleidende prognoses worden gepresenteerd.

Het verkrijgen van betrouwbare visuele event-gerelateerde Potentials in pasgeborenen

Pupillometrie, een eenvoudige en niet-invasieve techniek, wordt voorgesteld als een methode om gehoor-in-lawaai drempels te bepalen bij normaal horende dieren en diermodellen van verschillende auditieve pathologieën.

Pupilolie om auditieve sensatie bij cavia's te beoordelen

In dit artikel presenteren we een nieuwe geautomatiseerde methode voor het beoordelen van de gezichtsscherpte bij baby's en peuters met behulp van een eye-trackingsysteem.

Een geautomatiseerde methode voor het beoordelen van de gezichtsscherpte bij baby's en peuters met behulp van een eye-tracking systeem

Leer P50 sensorische gating meten bij zuigelingen via EEG-opnames tijdens slaap. Deze methode helpt onderzoekers vroege aandachtsprocessen en neurobiologische ontwikkeling bestuderen.

P50 Sensorische Gating bij zuigelingen

Meer video's verkennen