Indywidualne różnice w reaktywności autonomicznego układu nerwowego (ANS) u dzieci odgrywają ważną rolę w rozwoju i utrzymywaniu problemów ze zdrowiem fizycznym i psychicznym 12-16. Coraz więcej dowodów wskazuje, że indywidualne różnice w pomiarach ANS w spoczynku i reaktywności są predyktorami różnic w internalizującej i eksternalizującej psychopatologii dzieci 4,9,17-19 oraz zdrowiu fizycznym 7,20. Oprócz tych bezpośrednich lub głównych skutków funkcjonowania ANS, coraz więcej badań wykazało, że reaktywność dzieci może wchodzić w interakcje z kontekstowymi czynnikami ryzyka, takimi jak zdarzenia niepożądane lub konflikty małżeńskie, w celu złagodzenia tych skutków dla dobrostanu i zdrowia dzieci (zob. odnośnik 21 w celu zapoznania się z przeglądem). Pomimo coraz większej liczby dowodów na to, że reaktywność autonomiczna dzieci odgrywa rolę w zdrowiu przez całe życie, oraz towarzyszącego jej zainteresowania tymi procesami, istnieje potrzeba przeprowadzenia dodatkowych badań nad rozwojem funkcjonowania ANS u dzieci poniżej trzeciego roku życia.
ANS składa się z dwóch gałęzi, przywspółczulnego i współczulnego układu nerwowego. Reguluje funkcje narządów wewnętrznych (np. tętno, oddychanie, trawienie i podniecenie seksualne), w dużej mierze poprzez nieświadome mechanizmy, w odpowiedzi na codzienne i niekorzystne doświadczenia 1. Przywspółczulny układ nerwowy (PNS) to system "odpoczynku i regeneracji", który utrzymuje niskie tętno spoczynkowe i stan regeneracyjny podczas snu lub relaksu Współczulny układ nerwowy (SNS) to system "walki lub ucieczki", który reaguje na sytuacje awaryjne lub zagrażające, przyspieszając tętno 23. Zatokowa arytmia oddechowa (RSA) jest wiarygodnym wskaźnikiem wpływu PNS na czynność serca, a okres przedwyrzutowy (PEP) jest wiarygodnym wskaźnikiem wpływu SNS na czynność serca. Stwierdzono, że zarówno RSA, jak i PEP są ważnymi środkami poprzez eksperymentalną blokadę farmakologiczną w próbkach od dorosłych 24,25. Ostatnio prace te zostały rozszerzone na próbki dzieci i młodzieży, co jeszcze bardziej ugruntowało znaczenie RSA i PEP jako ważnych i wiarygodnych miar aktywności ANS w całym okresie rozwoju 8,26,27. Wiarygodne pomiary kardiografii impedancyjnej (PEP) przy użyciu elektrod pasmowych i punktowych są stosowane od dłuższego czasu w próbkach dorosłych 28. Ostatnio wykazano również, że pomiary równoległe i techniki analityczne są wiarygodne i ważne w próbkach dzieci 11,29,30, chociaż zbieranie pomiarów PEP u małych dzieci jest rzadkie.
Istnieje obszerna literatura na temat funkcjonowania PNS u niemowląt i małych dzieci, w tym pomiary napięcia błędnego i arytmii zatok oddechowych. Istnieje mniej badań nad SNS z wykorzystaniem PEP i bardzo niewiele jednocześnie badających zarówno przywspółczulny, jak i współczulny układ nerwowy, co ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia ich wysoce zintegrowanego funkcjonowania. Spośród niewielu badań nad PEP u małych dzieci, większość stwierdza, że ich protokoły nie powodują znaczących zmian w PEP na poziomie grupy w odpowiedzi na wyzwania 8,31. Badania wykazały, że istnieje stabilność w pomiarach spoczynkowych PNS począwszy od niemowlęctwa i mają one związek z temperamentem, zachowaniem i zdrowiem,13,16,26,32,33, ale istnieje ograniczone zrozumienie reakcji SNS i jego stabilności w czasie, związku z rozwojem i czynników, które kształtują jego trajektorię rozwojową. Odpowiedzi PNS przypisano przede wszystkim zaangażowaniu społecznemu16, a odpowiedzi SNS zaproponowano tak, aby odzwierciedlały "reakcje walki lub ucieczki"1, a także wrażliwość na nagrodę (patrz odniesienie 34 w celu przeglądu). U małych dzieci trudno jest symulować konkretne wyzwania w laboratorium i angażować je ze względu na krótki czas koncentracji. Istnieją również wyzwania pomiarowe dla małych dzieci, które mogą odczuwać dyskomfort związany z siedmioma elektrodami punktowymi potrzebnymi do jednoczesnego pomiaru PNS i SNS. Ponadto w dziedzinach nauk o rozwoju istnieje niewiele standardów dotyczących tego, jak wystarczająco wywołać "reaktywność na stres", jednocześnie szanując potrzeby rozwojowe dzieci i etykę w pracy z dziećmi. W artykule przedstawiono informacje na temat podawania i oceniania standardowego protokołu składającego się z warunków spoczynkowych i trudnych, mających na celu wywołanie reakcji przywspółczulnego i współczulnego układu nerwowego u 18-miesięcznych dzieci.
reaktywność ANS jest zazwyczaj konceptualizowana jako fizjologiczna reakcja na dyskretny bodziec zewnętrzny w stosunku do porównania lub stanu spoczynku, która różni się u poszczególnych organizmów 22. Badanie etiologii problemów ze zdrowiem psychicznym i fizycznym we wczesnym okresie życia skłoniło naukowców do szczególnego zainteresowania zrozumieniem reakcji dzieci na sytuacje, które wywołują reakcję adaptacyjną lub mogą być uważane za stresujące wyzwania. W literaturze przeważa zjawisko to określa się mianem "reaktywności na stres", chociaż napotkanie trudnych bodźców może wywołać reakcje w szerokim zakresie dziedzin. W związku z tym opisany poniżej protokół został zaprojektowany w celu wywołania reakcji ANS w wielu domenach, w tym w dwóch formach odpoczynku (podczas słuchania kojącej kołysanki i podczas oglądania spokojnego, neutralnego filmu) oraz trzech odpowiednich dla rozwoju wyzwań dla 18-miesięcznych dzieci: przewidywanie/przerażenie (sok z cytryny), sensoryczne (sok z cytryny) i społeczno-emocjonalne (słuchanie płaczu chorego niemowlęcia). Protokół został zaadaptowany z naszych istniejących protokołów dla 12-miesięcznych dzieci w wieku 8 lat i 3-5-latków w wieku 11 lat, aby uczynić go wymagającym rozwojowo, angażującym i znośnym dla małych dzieci (18-21 miesięcy).
Tutaj prezentujemy Protokół Wyzwań Rozwojowych (DCP) oraz dane ANS z 18-miesięcznej wizyty studyjnej w ramach Studium Stresu, Jedzenia i Wczesnego Rozwoju (SEED) kobiet w ciąży i ich potomstwa. Uczestniczki ze zdrowymi ciążami zostały zrekrutowane w latach 2013-14 do badania przyrostu masy ciała w ciąży i stresu prenatalnego i miały nadwagę, niskie dochody oraz były zróżnicowane rasowo i etnicznie. Świadoma zgoda rodziców na badanie jej potomstwa została uzyskana tuż po urodzeniu i ponownie przed rozpoczęciem zbierania danych do opisywanego tutaj badania, gdy potomstwo miało 18-21 miesięcy w latach 2014-2015.