Name: Pomiary elektrofizjologiczne i analiza nocycepcji u niemowląt (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-20T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 18 s
Description: Poznaj metody pomiarów elektrofizjologicznych EEG i EMG do analizy nocycepcji u niemowląt. Technika ta pozwala rejestrować aktywność mózgu i rdzenia kręgowego w odpowiedzi na bodźce bólowe, wspierając rozwój zarządzania bólem u dzieci.

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

Niniejsza praca została sfinansowana przez Wellcome Trust.

Przed przeprowadzeniem jakichkolwiek badań na niemowlętach należy uzyskać zgodę komisji etycznej oraz pisemną i świadomą zgodę rodziców.
W niniejszym badaniu uzyskano zgodę komisji etycznej University College Hospital oraz pisemną i świadomą zgodę rodziców przed każdym zabiegiem. Badanie zostało przeprowadzone zgodnie ze standardami określonymi w Deklaracji Helsińskiej oraz wytycznymi Dobrej Praktyki Klinicznej.
1. Gromadzenie danych – konfiguracja
<ol>
 <li>Po przygotowaniu skóry umieść na głowie niemowlęcia co najmniej 16 pojedynczych jednorazowych elektrod EEG Ag/AgCl zgodnie z systemem rozmieszczenia elektrod 10-20 (Rysunek 1A). Bardziej kompleksowy zasięg można osiągnąć, stosując czepek EEG z wbudowanymi elektrodami. Użycie czepka EEG sprawia, że proces jest szybszy i mniej uciążliwy, szczególnie że elektrody są przygotowywane z żelem przewodzącym przed nałożeniem czepka na głowę. Aplikacja jednorazowych elektrod EEG wymaga więcej czasu i umiejętności, ale zazwyczaj skutkuje lepszym zapisem. Rozważ zmniejszenie liczby elektrod w przypadku ograniczonego dostępu do niemowlęcia, jednak zawsze stosuj elektrody linii środkowej (Cz, CPz i FCz). Jako elektrodę referencyjną do zapisu wykorzystaj FCz.</li>
 <li>Użyj przewodzącej pasty do EEG, aby zoptymalizować sprzężenie elektryczne elektroda/skóra.</li>
 <li>Nałóż na elektrody elastyczną siatkę, aby utrzymać je na miejscu.</li>
 <li>Zwiąż przewody elektrod, aby zminimalizować zakłócenia elektryczne.</li>
 <li>Umieść elektrodę uziemiającą na klatce piersiowej lub głowie.</li>
 <li>Po przygotowaniu skóry umieść elektrody EMG na mięśniu dwugłowym uda w obu nogach (Rysunek 1B).</li>
 <li>Aby zapisać aktywność ECG, po przygotowaniu skóry umieść na ciele elektrody ECG odprowadzenia 1 (jedną elektrodę po lewej stronie klatki piersiowej, jedną po prawej i użyj tej samej elektrody uziemiającej, co w przypadku EEG).</li>
 <li>Umieść przetwornik ruchu na brzuchu, aby mierzyć oddech.</li>
 <li>Umieść sondę pulsoksymetryczną na stopie, aby mierzyć saturację tlenową i częstość akcji serca. Upewnij się, że sonda jest zabezpieczona na miejscu i że rejestrowany jest ciągły sygnał bez przerw. Sondę pulsoksymetru należy umieścić na stopie przeciwległej do stopy, którą zamierzasz stymulować.</li>
 <li>Ustaw zamontowaną na statywie kamerę tak, aby objęła twarz niemowlęcia, co pozwoli na rejestrację zmian w wyrazie twarzy.</li>
 <li>Umieść diodę emitującą światło (LED) w kadrze kamery. Dioda LED jest połączona z układem czasowym, dzięki czemu będzie migać w momencie prezentacji stymulacji, aby zsynchronizować zapis EEG, EMG i wideo.</li>
</ol>
2. Gromadzenie danych - rejestracja
<ol>
 <li>Rozpocznij nagrywanie wideo.</li>
 <li>Rozpocznij pomiar pulsoksymetrii.</li>
 <li>Rozpocznij rejestrację EEG/EMG.</li>
 <li>Odczekaj, aż niemowlę się uspokoi.</li>
 <li>Przytrzymaj stopę tak, jakby należało wykonać nakłucie pięty, i ręcznie zaznacz zdarzenia w zapisach EEG i EMG. Epoka ta zostanie wykorzystana do identyfikacji fragmentu kontrolnego tła EEG i EMG.</li>
 <li>Zastosuj stymulację dotykową, lekko stukając gumowym korkiem przymocowanym do ramienia młotka neurologicznego o powierzchnię pięty. Stymuluj stopę, która nie jest podłączona do pulsoksymetru. W momencie stymulacji niemowlęcia należy zaznaczyć zdarzenia w zapisie EEG/EMG i nagraniu wideo, aby zidentyfikować czas wystąpienia stymulacji w nagraniu. Stymulację dotykową można zaznaczyć poprzez podłączenie głowicy impedancyjnej do młotka neurologicznego, co elektronicznie łączy stymulator z urządzeniem rejestrującym. Nagranie wideo jest zaznaczane za pomocą błysku diody LED. Można zastosować wielokrotne dotknięcia, a bodziec może być aplikowany w różnych obszarach ciała, np. na ramieniu.</li>
 <li>Zastosuj kontrolną stymulację niebolesną, obracając lancet o 90 stopni i przykładając go do stopy w taki sposób, aby po zwolnieniu sprężynowego ostrza nie miało ono kontaktu ze skórą. Zdarzenie to można zsynchronizować czasowo za pomocą akcelerometru przymocowanego do górnej powierzchni lancetu. Akcelerometr wykrywa wibrację występującą podczas zwolnienia ostrza.</li>
 <li>Wykonaj klinicznie niezbędne nakłucie pięty zgodnie z praktyką kliniczną na oddziale noworodkowym. Przed wykonaniem nakłucia pięty odczekaj, aż aktywność EEG się ustabilizuje. Synchronizacja czasowa nakłucia pięty może być wykonana w ten sam sposób, co w przypadku stymulacji kontrolnej. Po nakłuciu pięty nie uciskaj stopy przez co najmniej 30 sekund, aby upewnić się, że zarejestrowane reakcje wynikają wyłącznie z samego nakłucia.</li>
 <li>Upewnij się, że pobrano wymaganą ilość krwi i przygotuj próbki do analizy klinicznej.</li>
 <li>Zapisz dane i zatrzymaj wszystkie pomiary.</li>
 <li>Zapisz dane demograficzne niemowlęcia oraz szczegóły eksperymentu i wprowadź je do bazy danych w celu bezpiecznego przechowywania i przyszłych odniesień.</li>
 <li>Powtórz tę procedurę w wymaganej próbie niemowląt. W tym przykładzie liczba niemowląt = 23.</li>
</ol>
3. Analiza danych EEG
<ol>
 <li>Utwórz epoki EEG o długości 1,7 s odpowiadające każdemu dotknięciu, stymulacji kontrolnej i kłującej oraz tłu EEG. Epoki powinny rozpoczynać się 0,6 s przed każdym zdarzeniem. Liczba epok dla każdej modalności powinna być taka sama.</li>
 <li>Wykonaj korekcję linii bazowej epok poprzez odjęcie średniego sygnału bazowego i zastosuj filtr górnoprzepustowy przy 0,1 Hz.</li>
 <li>Do dalszej analizy wybierz epoki zarejestrowane w elektrodach CPz lub Cz i odrzuć epoki zanieczyszczone artefaktami ruchowymi. Artefakt ruchowy definiuje się jako zmianę amplitudy większą niż 50μV w czasie krótszym niż 50ms.</li>
 <li>Wyrównaj ślady w celu skorygowania jittera latencji w przedziale od 50 do 300 ms po stymulacji i przeprowadź analizę głównych składowych (PCA) w tym przedziale czasowym, aby zidentyfikować potencjał dotykowy (tj. aktywność EEG związaną ze stymulacją dotykową). Przyjmij epoki jako zmienne, a punkty czasowe jako obserwacje. PCA rozkłada epoki EEG na podstawowe kształty fal, zwane głównymi składowymi (PCs), które reprezentują systematyczną zmienność amplitudy sygnału w czasie.</li>
 <li>Przeprowadź jednoczynnikową analizę wariancji (ANOVA) dla wag każdej z dwóch pierwszych składowych PC, aby określić, która z nich reprezentuje potencjał dotykowy. Będzie to ta składowa PC, której wagi były znacząco większe po stymulacji dotykowej w porównaniu do tła EEG.</li>
 <li>Wyrównaj ślady w celu skorygowania jittera latencji w przedziale od 300 do 700 ms po stymulacji i przeprowadź PCA w tym przedziale czasowym.</li>
 <li>Przeprowadź jednoczynnikową analizę ANOVA dla wag każdej z dwóch pierwszych składowych PC, aby określić, która z nich reprezentuje potencjał specyficzny dla nocycepcji. Będzie to ta składowa PC, której wagi były znacząco większe po stymulacji nocyceptywnej w porównaniu do stymulacji dotykowej i tła EEG.</li>
</ol>
4. Analiza danych EMG
<ol>
 <li>Obliczyć wartość średnia kwadratowa (RMS) sygnału EMG w pierwszych 1000 ms po stymulacji dla bodźców kontrolnych oraz bodźców typu „lance”.</li>
 <li>Przeprowadzić test t dla wartości RMS, aby określić nocyceptywny odruch wycofania na poziomie rdzenia kręgowego.</li>
</ol>











5. Reprezentatywne wyniki
<img alt="Układ EEG ze schematem elektrod i monitorowaniem mózgu niemowlęcia, z zaznaczeniem rozmieszczenia aktywnych elektrod." src="/files/ftp_upload/3118/3118fig1.jpg" data-altupdatedat="1761809329000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1. (A) (i) Schemat oraz (ii) zdjęcie rozmieszczenia elektrod do pomiarów EEG (zmodyfikowany międzynarodowy system rozmieszczenia elektrod 10/20); (B) Schemat rozmieszczenia elektrod do pomiarów EMG mięśnia dwugłowego uda.
<img alt="Analiza widm absorpcji przejściowej; wykres przedstawiający wyniki dopasowania widma z zaznaczonymi trendami danych." src="/files/ftp_upload/3118/3118fig2.jpg" data-altupdatedat="1761809329000" data-alt="Rysunek 2"> 
 Rysunek 2. (A) Przykłady potencjału sensorycznego w punkcie Cz wywołanego dotykiem u 3 niemowląt; (B) przykłady potencjału specyficznie nocyceptywnego w punkcie Cz wywołanego bodźcem boleśniego nakłucia u 3 niemowląt. 
<img alt="Analiza głównych składowych EEG; Diagram danych z elektrody Cz z porównaniem odpowiedzi na stymulację." src="/files/ftp_upload/3118/3118fig3.jpg" data-altupdatedat="1761809329000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3. Zależność wag głównych składowych (PC) od modalności bodźca w punkcie Cz (średnia ± SEM). PC uzyskany w przedziale 50-300 ms po wystąpieniu bodźca reprezentuje potencjał dotykowy, a PC uzyskany w przedziale 300-700 ms po wystąpieniu bodźca reprezentuje potencjał specyficzny dla nocycepcji. Składowe PC (linie pogrubione) są nałożone na średnie ogólne uzyskane dla wszystkich typów stymulacji (EEG tła, dotyk, bodziec nocyceptywny lancetem) po wyrównaniu poszczególnych śladów w określonym przedziale czasowym.
<img alt="Wykres aktywności neuronalnej i wykres słupkowy porównujący reakcje na dotyk nocyceptywny i nienocyceptywny u niemowląt." src="/files/ftp_upload/3118/3118fig4.jpg" data-altupdatedat="1761809329000" data-alt="Rycina 4"> 
 Rycina 4. (A) Przykład aktywności EMG u jednego niemowlęcia po (i) nocyceptywnym nakłuciu pięty oraz (ii) dotknięciu pięty. (B) Średnia (±SE) wartość średnia kwadratowa (RMS) aktywności EMG u niemowląt po nocyceptywnym i nienocyceptywnym bodźcu dotykowym w obrębie pięty.

<ol><li>Fitzgerald, M., Walker, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infant+pain+management%3A+a+developmental+neurobiological+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Clin.+Pract.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Infant pain management: a developmental neurobiological approach.</a> Nat. Clin. Pract. Neurol. 5 (1), 35-35 (2009).</li>
<li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oral+sucrose+as+an+analgesic+drug+for+procedural+pain+in+newborn+infants%3A+a+randomised+controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Oral sucrose as an analgesic drug for procedural pain in newborn infants: a randomised controlled trial.</a> Lancet. 376 (9748), 1225-1225 (2010).</li>
<li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evoked+potentials+generated+by+noxious+stimulation+in+the+human+infant+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Pain%22%5BJournal%5D)">Evoked potentials generated by noxious stimulation in the human infant brain.</a> Eur. J. Pain. 14 (3), 321-321 (2010).</li>
<li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Premature+infants+display+increased+noxious-evoked+neuronal+activity+in+the+brain+compared+to+healthy+age-matched+term-born+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Premature infants display increased noxious-evoked neuronal activity in the brain compared to healthy age-matched term-born infants.</a> Neuroimage. 52 (2), 583-583 (2010).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają nic do ujawnienia.

W niniejszym filmie pokazano, w jaki sposób za pomocą zapisów EEG i EMG można charakteryzować odpowiedzi elektrofizjologiczne wywołane stymulacją dotykową i nocyceptywną u niemowląt. Badania tego typu pomogą zrozumieć rozwój i plastyczność procesów przetwarzania bólu u ludzi, a także przyczynią się do poprawy oceny klinicznej i leczenia bólu u niemowląt 1, 2.
Sukces tych eksperymentów wymaga ścisłej współpracy zespołu multidyscyplinarnego. Niezbędna jest wiedza specjalistyczna z zakresu neonatologii, klinicznej neurofizjologii, bioinżynierii oraz neuronauki rozwojowej.
Podczas przeprowadzania tych eksperymentów najwyższym priorytetem musi być opieka nad niemowlęciem. Pielęgniarka badawcza lub lekarz wykonujący nakłucie pięty ponosi odpowiedzialność za dobrostan niemowlęcia i musi zapewnić, że eksperyment jest przeprowadzany zgodnie z praktyką kliniczną. Do przeprowadzenia tych badań niezbędna jest zgoda szpitalnej komisji etycznej oraz pisemna zgoda rodziców.
Nakłucie pięty jest zabiegiem wymaganym klinicznie i nie może być powtarzane na potrzeby badania. Niezbędne jest zatem, aby rejestracja danych odbywała się w sposób niezawodny i stabilny, który nie zakłóca praktyki klinicznej 3, 4. W szczególności kluczowe jest, aby metoda zastosowana do synchronizacji czasowej stymulacji była wiarygodna i nie utrudniała klinicznego pobrania krwi.
Wszystkie pomiary bólu u niemowląt są z konieczności pośrednie, dlatego kluczowe jest upewnienie się, że zarejestrowana aktywność jest wywołana konkretnie przez bodziec nocyceptywny, a nie przez inne aspekty opieki nad niemowlęciem 2. Można to osiągnąć poprzez staranne zaprojektowanie techniczne badania oraz późniejsze przetwarzanie danych.

pomiary elektrofizjologiczne i analiza nocycepcji u niemowląt

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

Ból jest nieprzyjemnym doświadczeniem sensorycznym i emocjonalnym. Ponieważ niemowlęta nie potrafią werbalnie relacjonować swoich doświadczeń, obecne metody oceny bólu opierają się na behawioralnych i fizjologicznych reakcjach organizmu, takich jak płacz, ruchy ciała lub zmiany wyrazu twarzy. Chociaż miary te wykazują, że niemowlęta wykazują odpowiedź po stymulacji nocyceptywnej, są one ograniczone: opierają się na aktywacji podkorowych somatycznych i autonomicznych dróg ruchowych, które mogą nie być wiarygodnie powiązane z centralnym przetwarzaniem sensorycznym w mózgu. Wiedza o tym, jak ośrodkowy układ nerwowy reaguje na zdarzenia nocyceptywne, mogłaby dostarczyć wglądu w to, w jaki sposób informacje nocyceptywne i ból są przetwarzane u noworodków.
Procedura nakłuwania pięty stosowana do pobierania krwi od hospitalizowanych niemowląt stwarza wyjątkową okazję do badania bólu w okresie niemowlęcym. W tym filmie opisujemy, w jaki sposób elektroencefalografia (EEG) i elektromiografia (EMG) zsynchronizowane czasowo z tą procedurą mogą być wykorzystane do badania aktywności nocyceptywnej w mózgu i rdzeniu kręgowym.
To zintegrowane podejście do pomiaru bólu u niemowląt może utorować drogę do stworzenia skutecznego i czułego narzędzia pomiarowego w praktyce klinicznej.

Ocena i leczenie bólu u niemowląt jest trudne, ponieważ nie są one w stanie werbalnie zgłosić swoich odczuć. W tym filmie opisujemy ilościowe metody elektrofizjologiczne oraz techniki analizy, które mogą być wykorzystane do pomiaru reakcji układu nerwowego niemowlęcia na bodźce szkodliwe.

Pomiary elektrofizjologiczne i analiza nocycepcji u niemowląt

Ból jest nieprzyjemnym doświadczeniem sensorycznym i emocjonalnym. Ponieważ niemowlęta nie potrafią werbalnie zgłaszać swoich doświadczeń, obecne metody oceny bólu są ...

Ogólnym celem następnego eksperymentu jest rejestracja i charakterystyka specyficznej aktywności mózgu i rdzenia kręgowego w odpowiedzi na bodźce nocyceptywne u niemowląt. Jest to realizowane przy użyciu technik EEG i EMG w celu pomiaru aktywności elektrofizjologicznej w ośrodkowym układzie nerwowym. Po przeprowadzeniu klinicznie niezbędnych procedur nocyceptywnych, pierwszym krokiem jest zapewnienie uzyskania wysokiej jakości zapisów fizjologicznych od niemowląt podczas doświadczania eksperymentalnych, dotykowych i niezbędnych bodźców nocyceptywnych.Następnie, w celu scharakteryzowania wywołanych wzorców aktywności, do danych należy zastosować analityczne techniki post-processingu. Wyniki mogą wskazać, że w mózgu ludzkiego niemowlęcia nie można zarejestrować specyficznej aktywności mózgu i rdzenia kręgowego wywołanej bodźcami. Metoda ta pomoże nam zrozumieć, w jaki sposób rozwijający się układ nerwowy reaguje na stymulację nocyceptywną.Aby rozpocząć przygotowania do tego eksperymentu, najpierw należy przygotować skórę niemowlęcia, a następnie umieścić na głowie minimum 16 pojedynczych jednorazowych srebrno-chlorkowych elektrod EEG typu kubkowego. Zgodnie z zmodyfikowanym międzynarodowym systemem rozmieszczenia elektrod 10-20, należy użyć przewodzącej pasty EEG w celu optymalizacji sprzężenia elektrycznego między elektrodą a skórą. Tutaj przedstawiono schemat rozmieszczenia elektrod do zapisów EEG, zmodyfikowany na podstawie międzynarodowego systemu rozmieszczenia elektrod 10-20.W rejestracji należy zastosować elektrodę FCZ jako elektrodę odniesienia. Dla EKG i EEG należy użyć tej samej elektrody uziemiającej. Elektrodę uziemiającą należy umieścić na klatce piersiowej lub głowie.Następnie, aby przygotować rejestrację EKG, należy przygotować skórę i umieścić elektrody EKG po lewej i prawej stronie klatki piersiowej. Przewody elektrod należy powiązać, aby zminimalizować zakłócenia elektryczne. Następnie na brzuchu należy umieścić przetwornik ruchu do pomiaru oddychania.Kolejnym krokiem jest przygotowanie skóry i umieszczenie elektrod EMG na mięśniach dwugłowych obu nóg. Teraz należy umieścić sondę pulsoksymetryczną na stopie przeciwległej do stopy, która będzie stymulowana, i upewnić się, że sonda jest stabilnie zamocowana. Należy sprawdzić na monitorze sygnał EEG oraz upewnić się, że saturacja tlenem i tętno są rejestrowane bez przerw w sygnale.Na koniec ustaw zamontowaną na statywie kamerę tak, aby objęła twarz niemowlęcia, co pozwoli na rejestrację zmian w mimice. W kadrze kamery umieść diodę elektroluminescencyjną LED. Dioda LED jest połączona z układem czasowym, dzięki czemu będzie migać w momencie podawania stymulacji, co pozwoli na synchronizację zapisów E-E-G-E-M-G oraz wideo.Po zakończeniu konfiguracji należy rozpocząć zbieranie danych. Włącz nagrywanie wideo, a gdy niemowlę się uspokoi, chwyć stopę w sposób imitujący nakłucie pięty i zaznacz to zdarzenie w zapisach EEG oraz EMG. Ta epoka posłuży do zidentyfikowania fragmentu tła kontrolnego.Następnie zastosuj stymulację dotykową, lekko uderzając gumowym korkiem w piętę. Stymuluj stopę, do której nie jest podłączony pulsoksymetr. W tym przypadku stymulacja dotykowa jest znakowana zdarzeniem za pomocą gumowego korka przymocowanego do głowicy impedancyjnej w młotku neurologicznym, który jest połączony elektronicznie z urządzeniem rejestrującym.Nagranie wideo jest znakowane zdarzeniami za pomocą błysku diody LED. Można stosować wielokrotne dotknięcia, a bodziec może być aplikowany w różnych regionach ciała, np. na bark.Teraz zastosuj stymulację kontrolną, obracając lancet o 90 stopni i przykładając go do stopy w taki sposób, aby po zwolnieniu sprężynowego ostrza nie miało ono kontaktu ze skórą. Po ustabilizowaniu się aktywności EEG wykonaj klinicznie niezbędne nakłucie pięty zgodnie z praktyką kliniczną. Nakłucie pięty nie zostało wykonane u niemowlęcia filmowanego do tego momentu; pokazane tutaj nakłucie pięty wykonano u innego niemowlęcia w celu zablokowania czasu pięty.Nakłucie należy przeprowadzić w taki sam sposób, jak w przypadku stymulacji kontrolnej; po nakłuciu pięty nie należy uciskać stopy przez co najmniej 30 s, aby upewnić się, że zarejestrowane odpowiedzi wynikają wyłącznie z samego nakłucia. Po pobraniu wymaganej ilości krwi należy przygotować próbki do analizy klinicznej. Zapisz dane i wyłącz całą aparaturę pomiarową.Następnie zdejmij elektrody. Na koniec zapisz dane demograficzne niemowlęcia oraz szczegóły eksperymentu. Wprowadź te dane do zanonimizowanej bazy danych w celu bezpiecznego przechowywania i przyszłych odniesień.Powtórz tę procedurę dla wymaganej grupy niemowląt w badaniu. Aby rozpocząć analizę danych EEG, najpierw utwórz epoki EEG o długości 1,7 sekundy, odpowiadające każdemu dotykowi kontrolnemu, stymulacji lancetem oraz aktywności EEG w tle. Epoki te powinny rozpoczynać się 0,6 sekundy przed każdym zdarzeniem.Liczba epok odpowiadających każdej modalności powinna stanowić taką samą linię bazową; należy skorygować epoki poprzez odjęcie średniego sygnału bazowego. Następnie należy zastosować filtr górnoprzepustowy o częstotliwości 0,1 Hz. Do dalszej analizy należy wybrać epoki zarejestrowane w punktach CPZ lub CZ oraz wykluczyć epoki zanieczyszczone artefaktami ruchowymi, w których zmiana amplitudy przekraczała 50 µV w czasie krótszym niż 50 ms.Powtórz tę czynność dla wszystkich rejestracji. Następnie wyrównaj ślady zarejestrowane od każdego niemowlęcia, aby skorygować jitter opóźnienia między 50 a 30 milisekundami po stymulacji.Przeprowadź analizę głównych składowych w tym przedziale czasowym w celu zidentyfikowania potencjału dotykowego, czyli aktywności EEG związanej ze stymulacją dotykową. Przyjmij EPOCH za zmienne, a punkty czasowe za obserwacje.Analiza głównych składowych. Rozkłada epoki EEG na podstawowe formy falowe, nazywane głównymi składowymi (PCs), i reprezentuje systematyczną zmienność amplitudy sygnału w czasie. Następnie wyrównaj ślady w celu skorygowania jittera latencji między 300 a 700 milisekund po stymulacji i przeprowadź analizę głównych składowych w tym przedziale czasowym. W przypadku analizy danych EMG najpierw oblicz pierwiastek z kwadratu średniej (RMS) sygnału EMG w pierwszych 1000 milisekundach po stymulacji dla bodźców kontrolnych i bodźców typu lance.Następnie należy przeprowadzić test t dla wartości średnia kwadratowa (RMS), aby określić specyficzny dla nocycepcji odruch wycofania rdzeniowego. Tutaj przedstawiono średnią ogólną w punkcie CZ, uzyskaną dla wszystkich rodzajów stymulacji po wyrównaniu w przedziale od 50 do 300 milisekund. Główna składowa zaznaczona pogrubioną linią reprezentuje potencjał sensoryczny wywołany zarówno przez stymulację dotykową, jak i nocyceptywną, ponieważ wagi tej składowej są znacząco większe po stymulacji dotykowej i nocyceptywnej w porównaniu do tła EEG.W przeciwieństwie do tego, główna składowa uzyskana w czasie od 300 do 700 milisekund po wystąpieniu bodźca reprezentuje potencjał specyficzny dla nocycepcji. Waga tej składowej jest istotnie większa po stymulacji nocyceptywnej w porównaniu ze stymulacją dotykową i tłem. EEG przedstawia tutaj przykłady potencjału sensorycznego w kolorze niebieskim w odprowadzeniu cz, wywołanego stymulacją dotykową u trzech niemowląt, a tutaj przykłady potencjału specyficznego dla nocycepcji w kolorze zielonym w odprowadzeniu cz, wywołanego nocyceptywnym nakłuciem u trzech niemowląt.Na koniec przedstawiamy przykład aktywności EMG u niemowlęcia po nocyceptywnym nakłuciu pięty oraz nocyceptywnej stymulacji dotykowej pięty. Efektywna wartość aktywności EMG (RMS) jest znacznie większa po stymulacji nocyceptywnej w porównaniu ze stymulacją nienocyceptywną. Technika ta utoruje drogę badaczom w dziedzinie neuronauki do zrozumienia rozwoju procesów przetwarzania bólu.

electrophysiological-measurements-analysis-nociception-human

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

W niniejszym opracowaniu opisujemy szybką, niezawodną i prostą procedurę określania najniższej temperatury, przy której szczury lub myszy wykazują zachowania nocyfencyjne, t. j. na próg termicznej nocycepcji (TNT). Metoda ta wykorzystuje powoli zwiększający się bodziec termiczny, co pozwala na precyzyjną i powtarzalną ocenę TNT przy minimalnym lub żadnym stresie dla zwierząt.

Szybkie oznaczanie progu termicznej nocycepcji u szczurów z cukrzycą

Ten film demonstruje metodę pomiaru aktywności mózgu wywołanej bólem u niemowląt. Przedstawiono w nim procedurę umieszczania elektrod na głowie niemowlęcia i przykładania bodźców bólowych do dłoni niemowlęcia za pomocą sondy z płaską końcówką. Film pokazuje również proces zapisu EEG w celu identyfikacji aktywności mózgu w odpowiedzi na bodźce.

Pomiar aktywności mózgu wywołanej bólem u noworodków za pomocą sondy z płaską końcówką sprzężoną z EEG

Obiektywny i łatwy pomiar przetwarzania sensorycznego jest niezwykle trudny u niewerbalnych lub wrażliwych pacjentów pediatrycznych. Opracowaliśmy nową metodologię ilościowej oceny korowego przetwarzania lekkiego dotyku, dźwięków mowy i multisensorycznego przetwarzania 2 bodźców przez niemowlęta i dzieci, bez konieczności aktywnego udziału pacjenta lub powodowania dyskomfortu u wrażliwych pacjentów.

Ilościowa ocena korowego przetwarzania słuchowo-dotykowego u dzieci niepełnosprawnych

Elektroencefalografia o wysokiej gęstości (dEEG) jest coraz częściej stosowana do badania rozwoju i plastyczności mózgu we wczesnych latach życia. W tym artykule przedstawiamy zastosowanie zaawansowanych technik analizy, które opierają się na tradycyjnym zapisie EEG, aby zrozumieć dynamikę oscylacyjną szybkiego przetwarzania słuchowego w mózgu niemowlęcia.

Przetwarzanie słuchowe u niemowląt i oscylacje mózgu związane ze zdarzeniami

Mierzenie bólu u pacjentów niewerbalnych jest wyzwaniem. W tym badaniu łączymy zapis EEG ze stymulacją za pomocą sondy z płaską końcówką, aby w obiektywny sposób wykryć szkodliwą aktywność mózgu.

Elektrofizjologiczny pomiar aktywności mózgu wywołanej szkodliwymi substancjami u noworodków przy użyciu sondy z płaską końcówką sprzężoną z elektroencefalografią

Ocena bólu u znieczulonych pacjentów, którzy nie mogą w żaden sposób komunikować się ze światem zewnętrznym, pozostaje wyzwaniem, pomimo rozwoju innowacyjnych obiektywnych narzędzi do oceny bólu. W niniejszym projekcie oceniany jest odruch rozszerzenia źrenic i odruch zgięcia nocycepcji u dorosłych pacjentów w stanie krytycznym, wentylowanych mechanicznie.

Obiektywna ocena nocyceptywna u pacjentów wentylowanych na OIT: studium wykonalności z wykorzystaniem pupilometrii i odruchu zgięcia nocyceptywnego

Przedstawiono kilka ważnych punktów dotyczących uzyskiwania wysokiej jakości wiarygodnych wizualnych potencjałów wywołanych (VEP) u noworodków, przy jednoczesnym zminimalizowaniu zmienności i ryzyka mylących prognoz.

Jak uzyskać wiarygodne potencjały wzrokowe związane ze zdarzeniami u noworodków

APTrack to wtyczka oprogramowania opracowana dla platformy Open Ephys, która umożliwia wizualizację danych w czasie rzeczywistym i śledzenie potencjałów czynnościowych neuronów w pętli elektrycznej. Z powodzeniem zastosowaliśmy to w mikroneurografii dla ludzkich nocyceptorów z włókna C oraz mysich nocyceptorów z włókna C i Aδ.

Śledzenie progów elektrycznych w czasie rzeczywistym do translacyjnych badań nad bólem

Tutaj prezentujemy zwięzły protokół tworzenia modelu wcześniaka, ułatwiający badania nad wczesnym leczeniem bólu poporodowego. Metoda polega na wykonaniu cesarskiego cięcia na trzy dni przed spodziewanym porodem, ekstrakcji wcześniaków poprzez histerektomię i zintegrowaniu ich z biologicznym potomstwem matki zastępczej.

Model wcześniaka do badań nad bólem

W badaniu przedstawiono skalowalną, wiarygodną i odtwarzalną metodę powtarzających się przewlekłych zapisów korowych w modelu świni. Metoda ma zastosowanie w różnych dziedzinach neuronauki, w tym w badaniach nad bólem i diagnostyce chorób neurologicznych.

Technika przewlekłego okna czaszkowego do powtarzających się zapisów korowych podczas znieczulenia u świń

Przedstawiamy tutaj metodę oceny aktywacji i blokady aksonów czuciowych w nerwach obwodowych w ostrych, znieczulonych, in vivo eksperymentach na szczurach z użyciem dwóch typów elektrofizjologicznych pomiarów rdzenia, które pozwalają rozróżnić aktywność podtypów włókien nerwowych: lokalnych potencjałów pola oraz zapisów pojedynczego neuronu o szerokim zakresie dynamicznym.

Metody elektrofizjologiczne oceny blokady bólu obwodowego u znieczulonego szczura

Poznaj metody pomiarów elektrofizjologicznych EEG i EMG do analizy nocycepcji u niemowląt. Technika ta pozwala rejestrować aktywność mózgu i rdzenia kręgowego w odpowiedzi na bodźce bólowe, wspierając rozwój zarządzania bólem u dzieci.

Pomiary elektrofizjologiczne i analiza nocycepcji u niemowląt

Przeglądaj więcej filmów