Электрофизиологические измерения и анализ ноцицепции в человеческих младенцев

Общая цель данного эксперимента состоит в том, чтобы зарегистрировать и охарактеризовать ноцицептивную специфическую активность головного и спинного мозга у младенцев человека. Это достигается с помощью методик ЭЭГ и ЭМГ для измерения электрофизиологической активности в центральной нервной системе. После клинически значимых вредных процедур первым шагом является обеспечение получения высококачественных физиологических записей от младенцев, когда они испытывают экспериментальные, тактильные и эссенциальные вредные стимулы.

Затем необходимо применить к данным аналитические методы постобработки, чтобы охарактеризовать вызванные паттерны активности. Можно получить результаты, которые показывают, что в мозге младенца человека не может быть зарегистрирована специфическая активность головного и спинного мозга. Этот метод поможет нам понять, как развивающаяся нервная система реагирует на вредную стимуляцию.

Чтобы начать подготовку к этому эксперименту, сначала подготовьте кожу ребенка, а затем поместите на голову не менее 16 индивидуальных электродов из серебра и хлорида серебра. В соответствии с модифицированной международной системой размещения электродов 10 20, используйте проводящую пасту ЭЭГ для оптимизации электрического соединения кожи электрода. Здесь можно увидеть схему размещения электродов для записи ЭЭГ, модифицированную из международной системы размещения электродов 10:20.

Используйте FCZ в качестве электрода сравнения для записи. Используйте один и тот же заземляющий электрод для ЭКГ и ЭЭГ. Поместите заземляющий электрод на грудную клетку или голову.

Затем для настройки записи ЭКГ подготавливают кожу и размещают электроды ЭКГ на левой и правой стороне грудной клетки. Свяжите электродные провода вместе, чтобы свести к минимуму электрические помехи. Затем поместите датчик движений на живот для измерения дыхания.

Следующим этапом является подготовка кожи и установка электродов ЭМГ на бицепсы для мориса обеих ног. Теперь поместите зонд пульсоксиметра на ногу, которая будет стимулироваться, и убедитесь, что зонд закреплен на месте. Проверьте монитор на наличие сигнала ЭЭГ и убедитесь, что сатурация кислорода и частота сердечных сокращений зарегистрированы без выпадения сигнала.

Наконец, установите видеокамеру на штативе, чтобы обрамить лицо младенца, чтобы можно было зафиксировать изменения в выражении лица. Поместите светодиодный светодиод в рамку камеры. Светодиод подключен к цепи синхронизации таким образом, что он будет мигать при предъявлении стимуляции для синхронизации E-E-G-E-M-G и видеозаписи.

После завершения настройки начните сбор данных. Начните видеосъемку и после того, как ребенок уложится, удерживайте ногу, как будто выполняете удар пяткой, и отметьте записи ЭЭГ и ЭМГ. Эта эпоха будет использоваться для определения участка фонового элемента управления.

Затем примените сенсорную стимуляцию, слегка постукивая резиновым бингом по пятке. Стимулируйте стопу, которая не прикреплена к пульсоксиметру. В этом случае сенсорная стимуляция отмечается с помощью резинового бандажа, прикрепленного к импедансной головке на сухожильном молотке, который электронным образом связан с записывающим оборудованием.

Видеозапись – это событие, отмеченное светодиодной вспышкой. Могут быть применены повторяющиеся прикосновения, и стимул может быть применен к различным частям тела. Т.е. плечо.

Теперь примените контрольную стимуляцию, повернув ланцет на 90 градусов и приложив его к стопе так, чтобы при отпускании подпружиненного лезвия оно не соприкасалось с кожей. После того, как активность ЭЭГ будет урегулирована, выполните клинически значимое упражнение на пятку в соответствии с клинической практикой в качестве пятки. Копье не было выполнено на младенце, снятом до этого момента, показано здесь пяточное копье, на другом младенце время блокировки пятки.

Проверку следует выполнять, так как она была для контрольной стимуляции после пятки копья, не сдавливать стопу в течение как минимум 30 секунд, чтобы убедиться, что записанные реакции происходят исключительно за счет копья. После сбора необходимого количества крови подготовьте образцы к клиническому анализу. Сохраните данные и остановите все записывающее оборудование.

Затем снимите электроды. Наконец, запишите демографическую информацию о младенце и детали эксперимента. Введите эти данные в анонимизированную базу данных для безопасного хранения и дальнейшего использования.

Повторите эту процедуру на необходимой выборке младенцев в исследовании. Чтобы начать анализ данных ЭЭГ, сначала создайте эпоху ЭГ в 1,7 секунды, которая соответствует каждому сенсорному управлению и стимуляции ланцем и фоновой ЭЭГ. Эти эпохи должны начинаться за 0,6 секунды до каждого события.

Количество эпох, соответствующих каждой модальности, должно быть одинаковым базовым уровнем, корректируйте эпоху, вычитая средний базовый сигнал. Затем высокие частоты, отфильтруйте их с частотой 0,1 герц. Рассмотрим эпохи, зарегистрированные в CPZ или CZ, для дальнейшего анализа и исключите эпохи, которые были загрязнены артефактом движения с изменением амплитуды более 50, микровольт менее чем за 50 миллисекунд.

Повторите это для всех записей. Затем совместите следы, записанные от каждого младенца, чтобы скорректировать задержку от 50 до 30 миллисекунд. Постстимуляция.

Проведите анализ основных компонент в этом временном интервале для выявления тактильного потенциала, являющегося ЭЭГ-активностью, связанной с тактильной стимуляцией. Рассмотрим EPOCH как переменные и временные точки. Наблюдения.

Анализ принципиальных компонент. Разлагает эпохи ЭЭГ на основные волновые формы, называемые основными компонентами или ПК, и представляет собой систематическое изменение амплитуды сигнала в разные временные точки. Теперь выровняйте трассы, чтобы скорректировать задержку между 300 и 700 миллисекундами после стимуляции, и проведите анализ основных компонент в этом интервале времени Для анализа данных ЭМГ сначала рассчитайте среднеквадратичный размер сигнала ЭМГ в первые 1000 миллисекунд после стимуляции для контрольного и лансового стимулов.

Затем сделайте Т-критерий на среднеквадратичных значениях, чтобы определить ноцицептивную специфическую отмену спинального рефлекса. Здесь мы видим большое среднее значение в CZ, полученное для всех типов стимуляции после выравнивания в диапазоне от 50 до 300 миллисекунд. Основные компоненты, выделенные жирным шрифтом, представляют сенсорный потенциал, вызванный как тактильной и вредной стимуляцией, так как вес этого компонента значительно больше после тактильной и вредной стимуляции по сравнению с фоновой ЭЭГ.

Напротив, основная составляющая, полученная между 300 и 700 миллисекундами после начала стимула, представляет собой ноцицептивный специфический потенциал. Вес этого компонента значительно больше после вредной стимуляции по сравнению с тактильной стимуляцией и фоном. Здесь приведены примеры сенсорного потенциала в синем цвете в cz, вызванного тактильной стимуляцией у трех младенцев, а вот примеры ноцицептивного специфического потенциала в зеленом цвете, вызванного ядовитым копьем у трех младенцев.

Наконец, здесь мы видим пример активности ЭМГ у младенца после вредного прокалывания пятки и безвредной сенсорной стимуляции пятки. Активность ЭМГ в квадрате значительно выше после вредной стимуляции по сравнению с безвредной. Эта техника проложит путь в области нейробиологии для исследователей, чтобы понять развитие процессинга боли.