Pomiary elektrofizjologiczne i analiza nocycepcji u niemowląt

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest zarejestrowanie i scharakteryzowanie specyficznej dla nocyceptywnej aktywności mózgu i rdzenia kręgowego u ludzkiego niemowlęcia. Osiąga się to za pomocą technik EEG i EMG do pomiaru aktywności elektrofizjologicznej w ośrodkowym układzie nerwowym. Po klinicznie niezbędnych szkodliwych procedurach, pierwszym krokiem jest zapewnienie wysokiej jakości zapisów fizjologicznych od niemowląt, gdy doświadczają eksperymentalnych, dotykowych i niezbędnych szkodliwych bodźców.

Następnie do danych należy zastosować techniki analityczne po przetworzeniu, aby scharakteryzować wywołane wzorce aktywności. Można uzyskać wyniki, które pokazują, że w mózgu ludzkiego niemowlęcia nie można zarejestrować specyficznej aktywności mózgu i rdzenia kręgowego w zależności od potrzeb pacjenta. Ta metoda pomoże nam zrozumieć, w jaki sposób rozwijający się układ nerwowy reaguje na szkodliwą stymulację.

Aby rozpocząć przygotowania do tego eksperymentu, najpierw przygotuj skórę niemowlęcia, a następnie umieść na głowie co najmniej 16 pojedynczych jednorazowych elektrod EEG ze srebrem i chlorkiem srebra. Zgodnie ze zmodyfikowanym międzynarodowym systemem umieszczania elektrod 10 20, użyj pasty przewodzącej EEG, aby zoptymalizować elektryczne sprzężenie skóry elektrody. Tutaj można zobaczyć schemat rozmieszczenia elektrod do zapisów EEG zmodyfikowany w stosunku do międzynarodowego systemu umieszczania elektrod 10 20.

Użyj FCZ jako elektrody odniesienia do nagrania. Użyj tej samej elektrody masowej do EKG i EEG. Umieść elektrodę masową na klatce piersiowej lub głowie.

Następnie, aby ustawić zapis EKG, przygotuj skórę i umieść elektrody EKG po lewej i prawej stronie klatki piersiowej. Zwiąż ze sobą przewody elektrod, aby zminimalizować zakłócenia elektryczne. Następnie umieść przetwornik ruchu na brzuchu, aby zmierzyć oddech.

Kolejnym krokiem jest przygotowanie skóry i umieszczenie elektrod EMG na bicepsie pod kątem moreksu obu nóg. Teraz umieść sondę pulsoksymetru na stopie przeciwlegle do stopy, która będzie stymulowana, i upewnij się, że sonda jest zamocowana na miejscu. Sprawdź monitor pod kątem sygnału EEG i sprawdź, czy saturacja tlenem i tętno są rejestrowane bez zaników sygnału.

Na koniec ustaw kamerę zamontowaną na statywie, aby wykadrować twarz niemowlęcia, aby można było zarejestrować zmiany w wyrazie twarzy. Umieść diodę LED z diodą elektroluminescencyjną w ramie kamery. Dioda LED jest połączona z obwodem pomiaru czasu, dzięki czemu będzie migać, gdy prezentowana jest stymulacja, aby zsynchronizować E-E-G-E-M-G i nagrywanie wideo.

Po zakończeniu konfiguracji rozpocznij zbieranie danych. Rozpocznij nagranie wideo, a po ułożeniu niemowlęcia przytrzymaj stopę tak, jakby wykonywał lancę piętową i zaznacz zapisy EEG i EMG. Ta epoka będzie używana do identyfikowania sekcji kontrolki w tle.

Następnie zastosuj stymulację dotykową, lekko stukając gumową zatyczką o piętę. Stymuluj stopę, która nie jest przymocowana do pulsoksymetru. W tym przypadku stymulacja dotykowa jest oznaczana za pomocą gumowej zatyczki przymocowanej do głowicy impedancyjnej na młotku ścięgnistym, który jest elektronicznie połączony z urządzeniem rejestrującym.

Nagrywanie wideo jest zdarzeniem oznaczonym lampą błyskową LED. Można stosować powtarzające się dotknięcia, a bodziec można zastosować do różnych obszarów ciała. IE ramię.

Teraz zastosuj stymulację kontrolną, obracając lancet o 90 stopni i przykładając go do stopy, tak aby po zwolnieniu sprężynowego ostrza nie stykało się ze skórą. Po ustaleniu aktywności EEG należy wykonać klinicznie niezbędną lancę piętową zgodnie z praktyką kliniczną jako piętę. Lance nie został wykonany na niemowlęciu sfilmowanym do tej pory, pokazana tutaj jest lanca na pięcie na innym niemowlęciu, czas blokady pięty.

Lanca powinna być wykonywana tak, jak w przypadku stymulacji kontrolnej po pięcie Lanca, nie ściskaj stopy przez co najmniej 30 sekund, aby upewnić się, że zarejestrowane odpowiedzi są spowodowane wyłącznie lancą. Po pobraniu wymaganej ilości krwi należy przygotować próbki do analizy klinicznej. Zapisz dane i zatrzymaj wszystkie urządzenia nagrywające.

Następnie wyjmij elektrody. Na koniec zapisz informacje demograficzne niemowlęcia i szczegóły eksperymentu. Wprowadź te dane do anonimowej bazy danych w celu bezpiecznego przechowywania i wykorzystania w przyszłości.

Powtórz tę procedurę w wymaganej próbie niemowląt biorących udział w badaniu. Aby rozpocząć analizę danych EEG, najpierw utwórz epokę EG trwającą 1,7 sekundy, która odpowiada każdemu sterowaniu dotykowemu i stymulacji lancą oraz EEG w tle. Epoki te powinny rozpoczynać się 0,6 sekundy przed każdym zdarzeniem.

Liczba epok odpowiadających każdej modalności powinna być taka sama, należy skorygować epokę, odejmując średni sygnał linii podstawowej. Następnie górnoprzepustowy, przefiltruj je z częstotliwością 0,1 herca. Rozważ epokę zarejestrowaną w CPZ lub CZ do dalszej analizy i wyklucz epoki, które zostały zanieczyszczone artefaktem ruchu o zmianie amplitudy większej niż 50, mikrowoltów w czasie krótszym niż 50 milisekund.

Powtórz tę czynność dla wszystkich nagrań. Następnie wyrównaj ślady zarejestrowane od każdego niemowlęcia, aby skorygować fluktuacje opóźnienia w zakresie od 50 do 30 milisekund. Stymulacja po stymulacji.

Przeprowadź analizę głównych składowych w tym przedziale czasowym, aby zidentyfikować potencjał dotykowy będący aktywnością EEG związaną ze stymulacją dotykową. Rozważ, że EPOCH to zmienne i punkty czasowe. Obserwacje.

Analiza głównych składowych. Dekompozycja epok EEG na podstawowe formy falowe, zwane głównymi składnikami lub PC, i reprezentuje systematyczną zmienność amplitudy sygnału w różnych punktach czasowych. Teraz wyrównaj ślady, aby skorygować fluktuacje opóźnienia w zakresie od 300 do 700 milisekund po stymulacji i przeprowadź analizę głównych składowych w tym przedziale czasu W przypadku analizy danych EMG, najpierw oblicz średnią kwadratową sygnału EMG w ciągu pierwszych 1000 milisekund po stymulacji dla bodźców kontrolnych i lancy.

Następnie wykonaj test T na średnich wartościach kwadratowych, aby określić wycofanie odruchu rdzeniowego specyficznego dla nocyceptywności. Tutaj widzimy średnią końcową w CZ uzyskaną dla wszystkich typów stymulacji po wyrównaniu między 50 a 300 milisekund. Główne składniki zaznaczone pogrubioną linią reprezentują potencjał sensoryczny wywoływany zarówno przez stymulację dotykową, jak i szkodliwą, ponieważ waga tego składnika jest znacznie większa po stymulacji dotykowej i szkodliwej w porównaniu z EEG w tle.

Natomiast główny składnik uzyskany między 300 a 700 milisekundami po nadejściu bodźca reprezentuje specyficzny potencjał nocyceptywny. Waga tego składnika jest znacznie większa po szkodliwej stymulacji w porównaniu ze stymulacją dotykową i tłem. Wyświetlane EEG Oto przykłady potencjału czuciowego w kolorze niebieskim w cz wywołanego stymulacją dotykową u trojga niemowląt, a oto przykłady specyficznego potencjału nocyceptywnego w kolorze zielonym w cz wywołanego przez szkodliwą lancę u trojga niemowląt.

Wreszcie widzimy tutaj przykład aktywności EMG u niemowlęcia po szkodliwej lance na piętę i nieszkodliwej stymulacji dotykowej pięty. Korzeń oznacza, że aktywność EMG jest znacznie większa po szkodliwej stymulacji w porównaniu z nieszkodliwą. Technika ta utoruje naukowcom drogę w dziedzinie neuronauki, aby zrozumieć rozwój przetwarzania bólu.