Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Enregistrement activité électromagnétique du cerveau au cours de l’Administration des Agents anesthésiques gazeux Xenon et l’oxyde nitreux chez des volontaires sains

Published: January 13, 2018 doi: 10.3791/56881
Automatic Translation
1, 1, 2, 3, 4, 1
1Centre for Human Psychopharmacology, Swinburne University of Technology, 2Department of Anaesthesia and Pain Management, St. Vincent's Hospital Melbourne, 3Brain and Psychological Science Research Centre, Swinburne University of Technology, 4Department of Anaesthesiology, University of Auckland

Summary

Électroencéphalographie et magnétoencéphalographie simultanée fournit un outil utile pour rechercher des mécanismes distincts et communs macro-échelle de réductions dans la conscience induite par différents anesthésiques. Cet article illustre les méthodes empiriques qui sous-tend l’enregistrement de ces données chez l’homme sain pendant l’anesthésie de N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA)-receptor-antagonist-based pendant l’inhalation d’oxyde nitreux et de xénon.

Abstract

L’anesthésie fournit sans doute une des façons seulement systématiques pour étudier les corrélats neurones de conscience/inconscience globale. Mais à ce jour la plupart neuro-imagerie ou études neurophysiologiques chez l’humain ont été limités à l’étude des anesthésiques γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA)-receptor-agonist-based, alors que les effets de la dissociation N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA)- anesthésiques récepteur dotés d’antagoniste de la kétamine, l’oxyde nitreux (N2O) et le xénon (Xe) sont en grande partie inconnus. Cet article décrit les méthodes qui sous-tendent l’enregistrement simultané de la magnétoencéphalographie (MEG) et de l’électroencéphalographie (EEG) d’hommes en bonne santé pendant l’inhalation des agents anesthésiques gazeux N2O et Xe. En combinant les données MEG et EEG permet l’évaluation de l’activité cérébrale électromagnétique lors d’une anesthésie à haute résolution spatiale, temporelle et modérée. Nous décrivons ici un protocole détaillé, affiné au cours de plusieurs sessions d’enregistrement, qui inclut le recrutement des sujets, l’installation de matériel d’anesthésie dans la salle de scanner de MEG, la collecte et l’analyse de la base de données. Dans le présent protocole, chaque participant est exposé à différents niveaux de Xe et N2O dans un design reglable de mesures répétées. Suite de base pertinente enregistrements participants sont exposés à l’augmentation de lavage inspiré des concentrations de Xe et N2O de 8, 16, 24 et 42 % et 16, 32 et 47 % respectivement, au cours de laquelle leur degré de réactivité est suivi avec un auditif tâche continue de la performance (aCPT). Résultats sont présentés pour un certain nombre d’enregistrements pour mettre en évidence les propriétés au niveau du capteur de données brutes, la topographie spectrale, la minimisation des mouvements de la tête et les effets dépendants niveau sans équivoque sur les réponses évoqués auditifs. Ce paradigme décrit une approche générale de l’enregistrement des signaux électromagnétiques associés à l’action des différents types de gazeuses anesthésiques, qui peuvent être facilement adaptées pour être utilisé avec des agents anesthésiques volatils et par voie intraveineuse. Il est prévu que la méthode décrite peut contribuer à la compréhension des mécanismes macro-échelle de l’anesthésie par l’activation des extensions méthodologiques imagerie spatiale de source et d’analyse de réseau fonctionnel.

Introduction

Il y a bon consensus entre les preuves neuroscientifiques pré-cliniques et cliniques suggérant que le phénomène de la conscience humaine dépend de l’intégrité des circuits neuraux explicites. L’observation que ces circuits sont systématiquement influencées par la descente dans l’inconscience a justifié la nécessité pour les techniques de neuroimagerie être utilisés pendant l’anesthésie et permettre « navigation » les corrélats neurones de la recherche conscience. À l’exception peut-être du sommeil, anesthésie représente le seul moyen par lequel on peut, de façon contrôlée, réversible et reproductible, perturber et donc disséquer, les mécanismes qui servent sous la conscience, en particulier à l’échelle macroscopique de dynamique du cerveau global. Cliniquement, l’anesthésie générale peut être défini comme un état d’hypnose/inconscience, immobilité et analgésie et demeure l’une des interventions médicales les plus abondamment utilisées et la plus sûres. Malgré la clarté et l’efficacité dans le résultat final, il reste grande incertitude quant aux mécanismes d’action des différents types d’agents donnant naissance à l’inconscience induite anesthésique1.

Les anesthésiques peuvent être divisés en agents intraveineux notamment propofol et les barbituriques ou des agents volatils/gazeux comme sevoflurane, isoflurane, l’oxyde nitreux (N2O) et le xénon (Xe). La pharmacologie de l’anesthésie a été bien établie avec plusieurs cibles cellulaires identifiés comme lié à l’action anesthésique. La plupart des agents a étudié à date acte principalement par l’intermédiaire de l’agonisme de γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA) l’activité médiée par le récepteur. En revanche, la kétamine agents dissociatifs, Xe et N2O sont censés exercer leurs effets en ciblant principalement les N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA) glutamatergique récepteurs2,3. Autres cibles pharmacologiques importantes incluent les canaux potassiques, l’acétylcholine et les récepteurs de glutamate de vestige, AMPA et kaïnate, toutefois l’étendue de leur contribution à l’action anesthésique demeure insaisissable (pour un examen complet, voir ( 4).

La mesure de la variabilité dans le mécanisme d’action et les effets physiologiques et neurones observés des différents types d’agents complique la dérivation des conclusions générales sur leur influence sur le traitement conscient. Perte de conscience (LOC) induite par les agents GABAergiques est généralement caractérisée par un changement global dans l’activité cérébrale. Cela est évident dans l’émergence de grande amplitude, basse fréquence delta (δ, 0,5 à 4 Hz) vagues ainsi que la réduction à haute fréquence, activité gamma (γ, 35 à 45Hz) à l’électroencéphalographie (EEG), similaire à onde lente dorment5,6 ainsi que la réduction généralisée des sanguin cérébral flux et glucose métabolisme5,6,7,8,9,10,11,12 . Boveroux et al. 13 ajouté à ces observations, en démontrant une diminution significative au repos la connectivité fonctionnelle État sous anesthésie de propofol à l’aide d’imagerie de résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). En revanche, les anesthésiques dissociatifs donnent un moins désactivez le profil des effets sur l’activité cérébrale. Dans certains cas, ils sont associés à des augmentations sanguin cérébral flux et glucose métabolisme14,15,16,17,18,19, 20,21 , tandis que des études réalisées par Rex et ses collègues22 et Laitio et ses collègues de23,24 en regardant les effets de la Xe fourni la preuve des deux augmente et diminue le cerveau activité. Une irrégularité similaire peut être vu dans les effets sur les EEG signaux25,26,27,28. Johnson et al. 29 a démontré une augmentation de la puissance totale du basse fréquence bandes delta et theta ainsi que dans le gamma de bande fréquence plus élevée dans une forte densité étude EEG de l’anesthésie Xe tandis que des observations défavorables ont été faites pour N2O dans le delta, thêta et bandes de fréquences alpha30,31 et Xe dans le plus élevé de fréquences32. Cette variabilité dans les effets du Xe sur l’activité électrique de cuir chevelu peut être observée dans l’alpha et les gammes de fréquences bêta avec les deux augmente également33 et réductions34 rapportées.

Malgré les écarts mentionnés ci-dessus, l’image commence à devenir plus cohérente dans l’ensemble des agents lorsqu’on essaie de regarder les altérations dans la connectivité fonctionnelle entre les zones du cerveau. Ces mesures, cependant, ont été principalement limités aux modalités qui nécessairement faire des concessions en ce qui concerne la résolution spatiale ou temporelle. Bien que les études utilisant l’EEG semblent révéler clairement et dans une certaine mesure cohérente, changements dans la structure topologique des réseaux fonctionnels au cours de l’anesthésie/sédation par propofol35, sévoflurane36 et N2O37, le largement espacées capteur niveau données EEG ont une résolution spatiale insuffisante utilement définir et délimiter les sommets des réseaux fonctionnels correspondants. À l’inverse, des études utilisant la résolution spatiale supérieure d’IRMf et par émission de positrons (TEP), trouver des altérations topologiques semblables en connectivité fonctionnelle à grande échelle à celle de l’EEG13,38,39 ,40,41, possèdent cependant une résolution temporelle insuffisante pour caractériser la phase-amplitude de couplage dans la bande alpha de (8 à 13 Hz) EEG et d’autres phénomènes dynamiques qui émergent comme signatures importantes de action anesthésique12,42. En outre, ces mesures n’évaluent pas directement l’activité neurale électromagnétique43.

Par conséquent, afin de véritablement faire progresser la compréhension des processus macroscopiques associée à l’action des anesthésiques, les limitations des enquêtes mentionnées précédemment doivent être abordés ; la couverture restreinte des agents anesthésiques et la résolution spatio-temporelle insuffisante des mesures non invasives. Sur cette base, les auteurs décrivent une méthode pour enregistrer simultanément magnetoencephalogram (MEG) et l’activité EEG chez des volontaires sains qui a été développée pour l’administration des agents anesthésiques dissociatifs gazeux, Xe et N2O.

Le MEG est utilisé comme c’est la technique non invasive seulement neurophysiologique autres que l’EEG qui a une résolution temporelle de l’ordre de la milliseconde. EEG a le problème de flou de champs électriques par le crâne, qui agit comme un filtre passe-bas sur activité corticalement généré, tandis que MEG est beaucoup moins sensible à cette question et la question du volume de conduction44. On peut affirmer que MEG a plus spatiale et source de précision de la localisation que EEG 45,46. EEG ne permet pas de vrai enregistrement sans référence37,47, mais fait de MEG. Systèmes MEG a aussi généralement enregistrent l’activité corticale dans une gamme de fréquences beaucoup plus large que l’EEG, y compris les gamma élevés48(généralement 70-90 Hz), qui ont été proposés d’être impliqués dans les effets hypnotiques des agents anesthésiques notamment Xe29 et N 2 O28. Le MEG propose activité neurophysiologique qui complimente qui véhiculé par EEG, comme l’activité EEG est liée à des courants électriques extracellulaires tandis que MEG reflète principalement les champs magnétiques générés par des courants intracellulaire46, 49. en outre, MEG est particulièrement sensible aux activité électrophysiologique tangentielle au cortex, tandis que l’EEG enregistre principalement l’activité extracellulaire radiale pour le cortex49. Fusionnant ainsi données MEG et EEG a avantages Super additif50.

Les agents dissociatifs gazeux Xe et N2O ont été choisis pour les raisons de principe suivante : ils sont sans odeur (Xe) ou essentiellement inodore (N2O) et donc peut facilement être utilisés en présence de conditions de contrôle lorsqu’ils travaillent à concentrations infracliniques. En outre, ils sont bien adaptés pour l’administration à distance et le contrôle dans un environnement de laboratoire en raison de leurs faibles effets dépresseurs cardio-respiratoires61. Xénon et à un moindre degré N2O, retenir au moins relativement faible-alvéolaires - concentration-(MAC)-éveillé à laquelle 50 % des patients répondait à une commande verbale avec des valeurs de 32,6 ± 6,1 %51 et 63,3 + - 7,1 %52 respectivement. Malgré les Xe et N2O fois étant antagonistes des récepteurs NMDA, ils modulent l’EEG différemment - Xe semble se comporter plus comme un agent GABAergique typique lorsque surveillées à l’aide de le Bispectral Index33,53,54 (l’une des différentes approches utilisées pour surveiller electroencephalographically profondeur de l’anesthésie). En revanche, N2O produit un effet électro-encéphalographiques beaucoup moins évident en ce que c’est mal, si, surveillées à l’aide de l' Bispectral Index26. Parce que Xe a des propriétés différentes de technologues en électroencéphalographie signalées aux autres agents dissociatifs, mais possède des caractéristiques similaires aux agents GABAergiques plus communément étudiés, son étude électrophysiologique a le potentiel pour révéler important caractéristiques relatives aux corrélats neurones de la conscience et les changements correspondants de réseau fonctionnel. Agents qui agissent sur les récepteurs de NMDA sont susceptibles de révéler plus sur les réseaux de cerveau qui favorisent la conscience normale et altérée, étant donné le rôle essentiel que médiée par le récepteur NMDA activité joue dans l’apprentissage et de mémoire et de son rôle impliquée dans une gamme de troubles psychiatriques qui incluent la schizophrénie et la dépression80.

Cet article se concentre principalement sur la procédure de collecte données exigeant et complexe, associée à la livraison des agents anesthésiques gazeux en milieu non hospitalier tout en enregistrant simultanément MEG et EEG. Analyse des données de base au niveau du capteur est exposé et données exemple sont fournies qui illustrent que les enregistrements haute fidélité peuvent être obtenus avec mouvement minime de la tête. Les nombreuses méthodes potentielles de source ultérieure d’imagerie et/ou fonctionnelle connectivité analyse qui serait généralement effectuée à l’aide de ce type de données ne sont pas décrits, car ces méthodes sont bien décrites dans la littérature et de démontrent les différentes options pour analyse55,56.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

L’étude intitulée « Effets d’inhalation Xe et N2O sur l’activité cérébrale enregistrée à l’aide des EEG et MEG » a été approuvé (numéro d’agrément : 260/12) par le Comité d’éthique de Swinburne University of Technology et Alfred Hospital et satisfait aux exigences de la National Déclaration sur l’éthique dans la recherche humaine (2007).

1. sélection des participants et les exigences de la pré-étude

  1. Mener un entretien pour sélectionner les mâles en bonne santé, droitiers, adultes âgés de 20 à 40 ans.
    1. Confirmer un état de bonne santé en obtenant l’indice de masse corporelle (IMC) du participant et l’absence de contre-indication à l’IRM ou MEG (comme implantés métalliques des corps étrangers), ainsi que de recueillir une histoire médicale détaillée y compris n’importe quel chirurgies antérieures, ce qui est important de réactions défavorables à l’anesthésie générale, qui se traduirait par l’exclusion de l’étude.
    2. Spécifiquement exclure toute récente prise de psychotropes ou d’autres médicaments prescrits ainsi que garantir l’absence de toute utilisation récréationnelle de drogue et l’absence de tout trouble neurologique, troubles cardiaques, épilepsie, apnée du sommeil, maladie de mouvement et claustrophobie. Comme il sera par la suite important obtenir une bonne étanchéité avec un masque anesthésique exclu les participants qui ont de grandes barbes, sauf s’ils sont prêts à se raser.
      NOTE : Exclut les femmes en raison des effets documentés des extrêmes de57 et/ou l’âge des menstruations sur le signal de MEG/EEG au repos ainsi que la propension accrue à des nausées et des vomissements58.
  2. Suivez la procédure d’anesthésie générale de séjour jour désigné dans l’Australie et la Nouvelle-Zélande Collège des anesthésistes guidelines (ANZCA) (Document PS15).
    1. Conformément à ces directives, demander les sujets jeûner pendant au moins 6 heures et ne consommer aucun liquide pendant au moins 2 heures avant le début de l’expérience. Confirmer le respect en ayant l’anesthésiste en communiquant avec le participant le jour précédant l’essai prend place.
    2. À l’issue de l’expérience, avoir des sujets subissent standard post anesthésie soins suivi en commandant à eux de ne pas exploiter toute la machinerie lourde ou de prendre des décisions importantes dans les 24 heures de l’expérience (à cause du risque résiduel faible niveau troubles cognitifs du Xe et N2O).

2. les installations et le matériel

NOTE : Les installations sont conformément aux exigences de la ANZCA pour la livraison de l’anesthésie à l’extérieur d’un fonctionnement opératoire normale (http://www.anzca.edu.au/resources/professional-documents. Document PS55). Plus précisément, la chambre satisfait aux règlements génies électrique sécurité et gaz médicaux administration.

  1. Exécutez l’expérience au laboratoire d’imagerie cérébrale Swinburne Advanced Technology du Centre, à savoir la chambre de MEG qui contient une salle de blindage magnétique (MSR) qui abrite le scanner de MEG. La chambre blindée se trouve sur un plancher flottant isolé à partir des mouvements écologistes comme le passage des trains.
  2. Remettre les gaz d’anesthésie à l’aide d’une machine d’anesthésie, situé à l’extérieur de la SPTD, capable de la livraison et le suivi de xénon gazeux. Cette machine d’anesthésie est spécialement conçue pour administrer des débits d’étiage gaz Xe de la boucle fermée et pour mesurer les concentrations de Xe fin d’expiration à l’aide de katharometry (conductivité thermique, précision de ± 1 %), en plus de fournir la norme de diligence de surveillance des patients. Ceci inclut la fin d’expiration O2CO2, N2O mesure (le cas échéant), oxymétrie, ECG 3 dérivations et mesure de la pression artérielle non invasive (PNI) selon les ANZCA de directive Document PS18 d’impulsion. Mesurer des concentrations de2O N fin d’expiration à l’aide de la spectroscopie infrarouge, mis en place dans la machine d’anesthésie.
    1. Diriger les gaz aux participants l’utilisation prolongée de 22 mm de diamètre tuyaux en passant par des conduits MSR de la respiration.
  3. Fournir une norme de diligence surveillance patient selon les ANZCA de directive Document PS18. Ceci inclut la fin d’expiration O2CO2, N2O mesure (le cas échéant), pouls, oxymétrie, ECG 3 dérivations et mesure de la pression artérielle non invasive (PNI).
    1. Moniteur pression artérielle, selon les ANZCA de directive Document PS18, à l’aide d’un tensiomètre non-invasifs situés à l’extérieur de la MSR et relié par un tube de gonflage long à une manchette placée sur le haut du bras.
    2. Tout au long de l’expérience, enregistrer et documenter les paramètres physiologiques tout à intervalles de 1 min en plus un enregistrement automatique de tous les paramètres, toutes les 30 s.
  4. S’assurer que les gaz sont acheminés aux participants l’utilisation prolongée de 22 mm de diamètre tuyaux en passant par des conduits MSR de la respiration. Un système d’aspiration est situé à l’extérieur de la MSR et un tube long de livraison, connecté à un Yankauer tube d’aspiration passe à travers un conduit pour être placé à proximité de l’observateur les deux patient et clinique.
    1. En outre, assurer des bassins de vomissements sont situés à proximité d’au sein de la MSR pour permettre leur positionnement rapide par l’observateur lors de la survenance des vomissements. L’observateur clinique au sein de la MSR devra rester vigilant à toute obstruction des voies respiratoires, répondant au départ avec un menton soulever ou chevauchement de la mâchoire et interrompre immédiatement le protocole si vomissement imminent est signalé par excessive à avaler ou nausée ou des voies respiratoires l’obstruction n’est pas résolue par la vie de menton ou de la mâchoire de Poussée.
  5. Enregistrement EEG utilisant un MEG compatible 64 voies Ag/AgCl électrode capuchon attaché à une batterie alimentée amplificateur dans le MSR. L’ampli est connecté via un câble à fibre optique et un convertisseur de média adapté à un ordinateur portable exécutant un logiciel d’acquisition compatible.
  6. Activité de champ magnétique de cerveau record (MEG) à une fréquence d’échantillonnage de 1000 Hz en utilisant un système de MEG qui a une couverture de tout le cerveau et a bien défini des tableaux de capteurs qui peuvent inclure des magnétomètres et gradiomètres axial/plane ; la présente étude, utilisant un système composé de 102 magnétomètres et 204 gradiomètres planes. Pour éviter les complexités pas directement pertinentes au protocole ou à la configuration du système MEG, données exemple depuis les magnétomètres seuls sont signalées, même si les données magnétométriques tant gradiomètre sont acquis dans le cadre du protocole.
  7. Chef de piste position continuellement à l’aide de 5 bobines d’indicateur (IPH) position de la tête. Numériser l’emplacement des bobines tête, électrodes de l’EEG et marqueurs fiducial (nasion et gauche et droite pré-auriculaire points) devant MEG numérisation à l’aide appropriée de la numérisation équipement.
    1. Le but étant d’obtenir des résultats dans l’espace source, désactiver n’importe quel système de blindage actif interne utilisé par le système de MEG pour annulation de bruit en trois dimensions, afin d’assouplir le pipeline de traitement en ce qui concerne l’utilisation de l’espace signal méthodes de séparation (SSS) qui sont typiquement employés.
    2. Utilisez un scanner MRI pour obtenir correspondants pondérées en T1 structurels les scanners du cerveau pour plus tard co-enregistrement avec enregistrements M/EEG.

3. conception et protocole d’étude

Remarque : Un protocole expérimental de liaison bidirectionnelle est suivi. Effectuer deux séances d’essais distincts pour chacun des sujets séparés par un maximum de quatre semaines entre les séances de tests. Un bras de l’étude repose sur l’administration de Xe tandis que N2O est donné dans le deuxième volet. Les participants sont aveugles au type de gaz étant administrée tandis que le personnel médical et chercheurs sont pas dû à légères différences dans la procédure suivies pour leur administration.

  1. Après l’obtention du consentement éclairé, confirmer l’admissibilité participante avec une interview de vastes antécédents médicaux et les mesures des signes vitaux incluent la tension artérielle, fréquence cardiaque, débit expiratoire température et pic de corps. Après que admissibilité participante est confirmée, le sujet subit une mesure brève dans les lignes directrices pour s’assurer qu’il n’y a aucune source imprévue du bruit.
  2. Placer le capuchon de l’EEG sur la tête du sujet et gel toutes les électrodes. Fixez les 5 bobines HPI sur le capuchon pour enregistrer en continu la position de la tête dans les lignes directrices.
    1. Numériser les canaux EEG, les positions de bobine HPI et les points supplémentaires sur le nez du sujet et de stocker tous les sites utilisant de la MEG accompagnement logiciel.
    2. Déplacez l’objet vers le MSR, connectez le capuchon de l’électrode aux électrodes EEG amplificateur et re-gel si nécessaire pour s’assurer que leur impédance de contact électrique est inférieures à 5 kΩ.
  3. Outre les MEG et EEG, faire trois enregistrements de bio-canal supplémentaire bipolaire.
    1. Parce que l’administration d’agent anesthésique est associée avec les variations du tonus musculaire, record l’électromyogramme (EMG) à l’aide d’une paire d’électrodes Ag/AgCl usage unique placé submentally pour enregistrer l’activité des muscles mylohyoidien et digastrique (ventre antérieur).
    2. Enregistrer l’électro-oculogram (EOG) en attachant une paire d’électrodes au-dessus d’un des yeux, près du front et à proximité le canthus latéral correspondant et d’effectuer des enregistrements de trois conducteurs électrocardiogramme (ECG) utilisant des électrodes sur chaque poignet et un coude au sol (voir La figure 1).
  4. Demandez aux participants de garder les yeux fermés pendant toutes les phases d’enregistrement de l’expérience.
  5. Effectuer la prise en charge clinique du sujet avec un anesthésiste et une infirmière anesthésique ou autre observateur clinique convenablement formé. Avoir l’infirmière/observateur s’asseoir avec le sujet dans le MSR afin de suivre en permanence l’état du participant (en particulier l’étanchéité du masque visage et des voies respiratoires du sujet) et l’anesthésiste, situé dans la salle de contrôle pour gérer la livraison de gaz et électronique la surveillance.
  6. Collecte des données dans une équipe de trois : un membre surveiller et contrôler l’acquisition des lignes directrices du signal, un autre de surveiller et de contrôler l’acquisition de l’EEG et un autre démarrage et arrêt de la tâche informatisée auditif continue de la performance tout en suivi des réponses des sujets, coordonner tous les minutages expérimentales et enregistrement minute la pression artérielle et les concentrations de gaz fin d’expiration et débit de gaz tel que prévu par l’anesthésiste.
  7. Surveiller continuellement visuellement le participant dans le MSR via un appareil adapté, qui enregistre également toutes les étapes de l’expérience pour l’évaluation ultérieure et d’examen.
  8. Sur le plan comportemental, mesurer le niveau permanent de réactivité tout au long de l’expérience en utilisant une tâche continue de la performance auditive (aCPT). Utiliser les écouteurs compatibles MEG pour offrir une tonalité auditive binaurale de 1 ou 3 kHz fréquence et amplitude stéréo fixe (environ 76 dBA), avec une inter-stimulation intervalle compris entre 2 à 4 secondes, tirées d’une distribution uniforme.
    1. Demander aux participants de répondre le plus rapidement possible à l’aide de deux boîtes de bouton séparé dans chaque main. Utilisez la gauche et boutons à droite sur chaque boîte correspondent respectivement à une basse ou haute fréquence ton, boîtes à la touche gauche et droite, respectivement, pour le participant indiquer l’absence ou la présence de nausées.
  9. Suivre de près tout au long de l’expérience, la réactivité. La latence temps de réaction et la précision (pourcentage de tons correctement classés) des réponses sont enregistrées automatiquement aussi bien sous le nom affiché sur un écran à l’extérieur de l’IPM aux chercheurs d’obtenir une indication de temps réel de participants comportementale État.
    1. Suite à plusieurs réponses de boîte séquentielle bouton droit (indiquant les nausées), attirer l’attention de l’observateur dans le MSR et l’anesthésiste administrante qu’administration de gaz peut devoir être brutalement interrompue pour éviter les vomissements.
  10. Record yeux fermés au repos EEG et MEG pendant 5 min, suivie d’un enregistrement d’EEG/MEG 5 min yeux fermés de base avec l’objet effectuant la tâche aCPT.
  11. Retirer le sujet de la MSR et permettent une canule intraveineuse de 20 calibre à placer dans la cubitale gauche par l’anesthésiste. Administration d’antiémétique, lentement sur une période de 1 à 2 minutes, composée de 4 mg de dexaméthasone et d’ondansetron 4 mg59, suit pour prévenir tout vomissement causée par l’inhalation de gaz anesthésique, qui est souvent observée avec N2O à la des concentrations plus élevées utilisé60.
  12. Fixez le masque facial et circuit pour le sujet en utilisant un harnais de pression (CPAP) mis à jour le sommeil apnea airways positif continu de respiration et d’évaluer pour le confort de l’objet et l’absence de toute fuite à pression positive de 5 cm H2O.
  13. Retourner l’objet pour le MSR pour rester assis dans les lignes directrices pour le reste de l’étude.
  14. Prendre un certain nombre de mesures préventives afin d’assurer le mouvement du sujet limité durant les enregistrements simultanés de MEG et EEG, puisque le mouvement de tête et le corps peut causer des artefacts de grands enregistrements électromagnétique et sont censés se produire pendant l’administration de la agents anesthésiques dissociatifs en raison de leur propension bien connue pour induire l’agitation psychomotrice.
    1. Placer un bouchon sur mesure fait d’une faible densité mousse non colorée sur la tête qui retient la position de la tête à l’intérieur du casque de MEG dewar quelle que soit la forme et la taille de la tête.
    2. De plus, utiliser un harnais tissu enroulé autour des cuisses et les muscles fessiers et fixé à l’arrière de la chaise de MEG pour minimiser tout affaissement/affalé qui se produit dans la position verticale du participant (voir Figure 1).
    3. Lors de l’enregistrement, suivre la position de la tête en permanence en utilisant les bobines HPI, pour afficher en mode hors connexion après la fin de l’expérience (voir la section analyse des données pour plus de détails).
  15. Une fois que le participant est correctement placé, administrer 100 % inspiré O2 et cela continue jusqu'à 30 minutes jusqu'à ce que leur concentration de2 O fin d’expiration est > 90 %, ce qui indique qu’ils sont effectivement de-azotées, un processus nécessaire pour assurer mesures précises des concentrations de gaz anesthésiques fin d’expiration.
    1. Durant les 5 dernières minutes de dénitrogénation, effectuer un yeux de dernière minute 5 fermé au repos EEG/MEG aCPT enregistrement afin que toute l’administration effets antiémétiques et dénitrogénation peuvent avoir sur l’activité cérébrale peut ensuite être déterminé et contrôlé pour.
    2. Comparer ce troisième enregistrement de référence à des lignes de base précédentes (yeux reste fermés sans antiémétique et tâche les yeux fermés sans antiémétique) afin de déterminer les effets antiémétique et acceptation spontanée/repos M/EEG. Les lignes de base sont appelées lignes de base 1, 2 et 3 dans le manuscrit pour le reste les yeux fermés sans antiémétique, yeux de tâche fermés sans antiémétique et tâche yeux fermés avec anti-émétique, respectivement.

Figure 1
Figure 1 : Images démontrant EEG, EOG, EMG et ECG disposition d’électrode et le Global créé au sein de la MSR. (A) présente la PAC compatible de 64 canaux MEG, utilisée pour enregistrer l’EEG, l’EOG est enregistrée à l’aide de deux électrodes montrés placés au-dessus et au-dessous de le œil gauche, EMG est enregistré à l’aide de deux électrodes placées au-dessous de la mâchoire et ECG est enregistré à l’aide de deux électrodes placées sur la poignet. (B) montre le chapeau de mousse sur mesure et harnais permettant de minimiser les mouvements du sujet pendant l’enregistrement. (C) montre la configuration finale requise pour anesthésique administration qui comprend le positionnement de la tête au sein de la MEG et en fixant un masque à gaz raccord étanche. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

4. protocole d’Administration de gaz

Remarque : Le protocole d’administration de gaz varie légèrement selon le bras de l’étude.

  1. Administrer le Xe à quatre lavage augmentant de niveaux et N2O à trois lavage augmentant niveaux. Les premiers niveaux de trois gaz pour chaque gaz correspondent aux niveaux d’equi-MAC-éveillé de 0,25 (niveau 1), 0,5 (niveau 2) et 0,75 (niveau 3) fois la concentration MAC éveillé. Ces concentrations sont 8 %, 16 %, 24 % et 16 %, 32 %, 47 % des concentrations de Xe/O2 et N2O/O2, respectivement.
    Remarque : La 4ème niveau XE correspond à 1,3 fois la concentration MAC éveillé.
  2. Choisissez le niveau de gazth 4 Xe telle que 95 % des participants sont censés perdre conscience à ce niveau (tous les sujets étudiés à ce jour ont atteint la pleine perte de réactivité au cours de la tâche de l’aCPT). En raison de la propension bien documentée de N2O d’induire des nausées et des vomissements à concentrations élevées, n’incluez pas un N2O niveau à une concentration suffisante pour induire la perte de conscience dans 95 % des participants (~ 75 %). La figure 2 résume les profils d’administration de gaz.
  3. Suivez la même procédure expérimentale pour tous les niveaux d’equi-MAC Xe et N de2O à l’exception de 42 % Xe/O2, qui aura besoin d’une méthode légèrement différente (voir 4.4. ci-dessous).
    1. Au début de chaque niveau, informer le sujet et l’observation clinique infirmière anesthésique qu’administration de gaz va commencer et commencer l’enregistrement de l’EEG et MEG, signaler à l’anesthésiste administrante pour commencer l’administration gaz et démarrer la tâche aCPT. Lavage de gaz puis se produit pendant une période de 10 minutes, tel que la concentration cible fin d’expiration est atteint à la fin de cette période et maintenue pendant 5 minutes (la phase stationnaire supposée).
    2. À la fin de cette période d’état d’équilibre de 5 minutes, effectuer le lavage-out avec l’administration de 100 % O2 sur une période de 10 minutes au cours de laquelle la concentration de gaz fin d’expiration revient à 0.
    3. Répétez la procédure pour le prochain niveau de gaz d’étape.
      NOTE : Perte de réactivité (LOR) XE devrait être atteint dans 95 % des participants à une concentration de 42 % Xe/O261. L’administration de ce niveau se produit en ce qui concerne les niveaux inférieurs, jusqu'à ce que l’observateur anesthésique infirmière/cliniques tant la perte de réponses bouton indiquent LOR.
  4. Une fois que LOR est obtenue, maintenir le niveau de gaz Xe pendant 10 minutes ou jusqu'à ce que l’anesthésiste ou anesthésiques infirmière/clinique observateur estime qu’il est dangereux de continuer après que laquelle wash-out avec 100 % O2 prend place. Instances dans lesquelles l’anesthésiste peut juger dangereux de continuer incluent pressantes fréquentes de la boîte de droite bouton indiquant les nausées, les bruits glottales, les signes des vomissements comme une salivation excessive ou réactions vaso-vagale et de déglutition.
    NOTE : À ce niveau plus élevé, faire preuve de prudence significative et fixer un seuil clinique faible pour interrompre l’administration de gaz de Xe. Expérience de l’auteur suggère que ce niveau peut être associé à une réduction à avaler, a permis l’accumulation de la salive et l’apparition d’un comportement semblable haut-le-cœur, que si continuer mai préfigurer la régurgitation dans le masque. Naturellement, les conséquences pourraient inclure potentiellement mortelles d’aspiration. Il est également possible que des réponses moins intenses peuvent se produire à des niveaux inférieurs de gaz et exercer ainsi un niveau élevé de vigilance durant l’administration de tous les niveaux de gaz par étapes. En plus de ces éventuels problèmes des voies respiratoires, soyez conscient des risques de syncope vaso-vagale, en particulier dans les jeunes participants masculins. Leur âge et les restrictions temporaires de fluide et la nourriture sont tous les facteurs de risque62.

Figure 2
Figure 2 : Résumé de l’administration de gaz profils pour Xe et N 2O. Concentrations de chronologie et gaz pendant le cours de l’administration de médicaments pour N2O (en haut) et Xe (en bas). Les nombres au-dessus de chaque scénario indiquent le temps en minutes depuis le début de la première livraison de gaz. Chaque niveau de concentration de gaz maximale équilibrée est accessible par le biais de 10 minutes équilibration période, suivie d’un état d’équilibre de 5 minutes pendant lequel la concentration de gaz maximale équilibrée est maintenue, et puis un affaissement de 10 minutes. Le pic équilibrés gaz séquentiellement les concentrations augmentent au fil du temps. Notez que la chronologie de la préparation de l’expérience ainsi que la période après l’administration de gaz ne sont pas affichés. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

5. structure Scan

  1. Avant l’IRM, placer les capsules de vitamine E sur la tête du participant pour être utilisés comme marqueurs pour mettre en évidence les points numérisés fiducial pour l’apex nasale et gauche et droite pré-auriculaire. Ceci assure une meilleure co-enregistrement des capteurs MEG/EEG et IRM cérébrale lors d’une tentative de relier imagerie source MEG/EEG à la neuroanatomie par IRM.
  2. Obtenir un seul balayage de MRI pondérées en T1 structurels, soit après l’achèvement d’un bras de l’étude, si le participant ne se sent bien, sinon leur demander de revenir un jour séparé pour l’analyse structurelle de cerveau.

6. participant suivi

Remarque : Le sujet est libre de quitter lorsqu’il est accompagné par un ami ou un parent.

  1. À la sortie, demandez aux participants de remplir une version tronquée des 5 dimensions États modifiés de conscience Rating Scale (5D-ASC) ; un questionnaire destiné à accéder aux différences individuelles en comparant l’état de conscience normale et modifiés au moyen d’une échelle visuelle analogique63,64.
  2. En outre, demander pour la présentation d’un court récit de leur expérience globale au cours de l’expérience ainsi que des détails spécifiques sur niveau effets qualitatifs dépendants.
  3. A ces deux documents rempli et transmis aux chercheurs de 24 heures après chaque séance d’enregistrement.

7. analyse de données

Remarque : Cette section décrit l’analyse des données de base au niveau capteur MEG/EEG couvrant les étapes nécessaires pour générer les exemples de prétraité données MEG/EEG, topographie spectrale, mouvements de la tête, marquant de la réactivité et auditifs réponses évoquées. Cet article porte sur l’illustration d’exemples typiques afin que le lecteur puisse comprendre les caractéristiques importantes des données enregistrées. Aucune analyse statistique intra-individuelle ou plus n’est effectuées comme principal objectif de cette section de l’analyse est de détailler important de pré-traitement étapes qui attestent de la qualité et l’intégrité des données recueillies. Aucuns détails ne sont fournis pour les innombrables analyses qui pourraient être effectuées sur cette données55,56 , car elles sortent du cadre de la description de la méthode.

  1. Compléter l’analyse des données en mode hors connexion sur un ordinateur de bureau à l’aide du logiciel d’analyse de données appropriées et utiliser des boîtes à outils pertinents pour le traitement de données fois EEG et MEG. En pipeline des auteurs, utilisez la version 20160801 de la boîte à outils de Fieldtrip65 .
  2. Calculer les mouvements de la tête pendant chaque MEG enregistrement en obtenant d’abord les positions de tête continues comme une séquence de coordonnées quaternion en analysant les signaux de bobine 5 HPI enregistrées dans le cadre de chacun des niveaux dépendant et base enregistrements de MEG. Convertir les positions de tête de quaternion en coordonnées cartésiennes.
  3. Assembler les 6 et 7 enregistrements pour N2O et Xe étudient des armes (lignes 1, 2 et 3, niveaux 1 à 3 ou 1 à 4 gaz respectivement). Temps Maj EEG brut par rapport aux données de MEG afin de synchroniser les deux types de signaux basé sur un canal de déclencheur commun. Cette forme de synchronisation vient le choix du système d’enregistrement EEG.
    Remarque : De nombreux systèmes de MEG contiennent construit dans le système d’EEG qui offre la synchronisation niveau électronique très précise de la MEG et EEG, mais ont souvent quantification DAC basse résolution de 16 bits. Pour cette raison, utiliser un système d’EEG externe (voir 2.3) ayant 24 bits EEG amplitude une résolution plus élevée pour permettre une tolérance plus élevée à électrode compensée potentiels, la mesure des basses fréquences et une réponse en fréquence plane sur tous les canaux.
  4. Pour tous les enregistrements portant sur la livraison de gaz et de la performance de l’aCPT, redéfinir le temps zéro de l’entrée en vigueur du aCPT tâche/gaz.
  5. Inspection des données brutes de MEG visuelle et exclure tous les mauvais canaux de l’analyse. Ensuite, filtrer les données en utilisant un algorithme de séparation temporelle de signal-espace76 implémenté dans le logiciel du système de MEG. L’algorithme supprime les sources d’interférences magnétiques en dehors du tableau de capteur et donc se traduit par une réduction des artefacts de mouvement de corps rigide ou externe. Importez le jeu de données de sortie dans le logiciel d’analyse de données pour être utilisés avec les magnétomètres (102 canaux) sélectionnées pour un traitement ultérieur.
  6. Passe-bande filtrer le MEG à 2 à 50 Hz et appliquer des filtres de bruit de ligne à 50, 100 et 150 Hz. Visual artefact de détection et une procédure de détection automatique d’artefact mis en œuvre dans le logiciel d’excursion permettent la suppression de tout élément artifactual. Inspecter visuellement tous les segments contenant oeil clignote, battements de coeur ou artefacts musculaires et exclure des données, ainsi que tous les segments en corrélation avec des changements significatifs dans les mouvements de la tête plus de 5 mm (voir ci-dessous).
    NOTE : Les mouvements de plus de 5 mm en ce qui concerne le début de chaque ligne de base de 5 minutes ou gaz équilibrés période servent à rejeter continuellement données MEG puisque l’imagerie source MEG a généralement une résolution spatiale de l’ordre de 5 mm (p. ex. pour MEG/EEG beamformers55). Il est toutefois possible d’effectuer la compensation de mouvement des données MEG66 , plutôt que de rejeter les segments de données corrélées avec d’importants mouvements de la tête, mais ces méthodes sont au-delà de la portée du présent document.
  7. Comme avec les données de MEG, une inspection visuelle l’EEG raw 64 voies et exclure tous les mauvais canaux une analyse plus poussée des données. Passe-bande filtrer les données en utilisant les bandes de fréquences de même en ce qui concerne le MEG. Re-référencer l’EEG d’une commune moyenne que celle qui est standard pour source d’imagerie des approches. Enfin, retirer tous les segments contenant des artefacts contemporains avec celles des lignes directrices correspondantes.
  8. Pour visualiser les propriétés spectrales des données MEG/EEG, calculer les spectres d’amplitude recto le long de la ligne de médiane antéro-postérieur des canaux EEG FPz, Cz et Oz et des canaux midline frontales, centrales et occipitales MEG magnétomètre ( Figure 3 ).
    1. Calculer la carte topographique au niveau du capteur de puissance de la bande alpha (8 à 13 Hz) pour EEG/MEG, compte tenu de cette forte bande alpha ont observé des changements précédemment pour N2O et GABAergiques anesthésiques25,31,67 .
    2. Pour les données de l’EEG, utiliser le canal de FPz comme référence pour calculer la puissance de la bande alpha topographique afin de mieux faire ressortir les changements d’alimentation alpha.

Figure 3
Figure 3 : Maquettes de capteurs EEG (A) et MEG (B) vue depuis le sommet de la tête et aplatie dans un plan. Notez la structure triplet de MEG où les capteurs se terminant par 1 ### sont magnétomètres et capteurs se terminant par ### 2 ou 3 ### gradiomètres. Les cases rouges indiquent les canaux le long de la ligne de médiane antéro-postérieur permettant de visualiser les propriétés spectrales des canaux central et occipital magnétomètre EEG et MEG, FPz (frontal), Cz (centrale) et Oz (occipital) et frontal, respectivement. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

  1. Obtenir des réponses évoquées auditives pour sans artefact MEG et EEG données filtrées pour chaque enregistrement impliquant la tâche aCPT. Époque les signaux de la milliseconde-1000 à + 2000 ms par rapport à la tonalité déclenchent fois et moyenne tout artefact disponible gratuitement les époques. Prenez le temps de latence entre le stimulus déclencheur production et livraison du son à l’oreille en compte, dans ce cas ms 190,5.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Cette section utilise les données provenant d’un sujet afin de démontrer les caractéristiques typiques des enregistrements simultanés et le potentiel d’une telle information afin de contribuer à une meilleure compréhension de l’anesthésique induit par États modifiés de conscience. Pour simplifier l’exposition, résultats sont présentés aux i) les enregistrements de la base de l’administration post-anti-émétique (référence 3), ii) 0,75 equi-MAC-éveillé pics de concentration de gaz (niveau 3) de N2O (47 %) et Xe (24 %) et iii) concentration de gaz Xe sommet de 42 % ( niveau 4). Niveaux 3 et 4 ont été choisis car ils sont les plus hauts niveaux d’équilibre a examiné pour N2O et Xe, respectivement. Par ailleurs, niveau 4 Xe entraîne une perte nette de réactivité, un État non généralement réalisable pour N2O.

Afin d’illustrer clairement l’ampleur du mouvement de la tête les positions absolues de tous les 5 HPI bobines sont indiquées en fonction du temps lors des enregistrements multiples. La figure 4 montre clairement que les étapes suivies pour assurer des mouvements limités durant les balayages sont associés à des niveaux acceptables de mouvement de tête et le corps malgré l’intervention pharmacologique. Un exemple notable de vastes mouvements de la tête peut être vu dans la Figure 4(ii) entre 20-25 minutes (pendant la période de sevrage) quand les grands mouvements de la tête a été enregistré. Ces périodes sont visuellement détectés et supprimés des données. Le protocole garantit que les concentrations de gaz fin d’expiration stable à tous les niveaux peuvent être atteints facilement et rapidement (voir Figure 4), avec réactivité sujet robuste évaluée à l’aide de la tâche de l’acceptation. 4.II chiffres et 4 montrent clairement ces réductions mises en recouvrement réactivité lors des phases de l’état stationnaire 5 minutes pour xénon et l’oxyde nitreux. Figure 4 (v) indique la perte de réactivité (0 % d’exactitude) pendant la période d’état d’équilibre moins de 42 % administration Xe, comme prévu.

Figure 4
Figure 4 : Exemples de mouvements de la tête, concentration et aCPT série de temps de précision à gaz de planifications participante pour (i) 3 (post antiémétique) avant N 2 Administration de l’O, (ii) 47 % N 2 O (niveau 3), (iii) référence 3 avant l’administration de Xe, (iv) 24 % Xe (niveau 3) et (v) 42 % Xe (niveau 4). Chaque Sub figure montre mouvement absolu (en haut) des 5 bobines tête (légende ci-dessous (ii) indique des bobines) et gaz concentration (en bas, rouge) et acceptation de précision (en bas, bleu) en fonction du temps en minutes. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Exemples des filtrée sans artefact MEG et EEG données le long de la ligne médiane antéro-postérieur pour le même sujet comme dans la figure 4 sont indiqués pour temps aligné 10 seconde segments pour N2O et Xe à la Figure 5. Base 3 (post antiémétique) pour les Xe et N2O montre de fortes oscillations alpha dans les canaux occipitales (Oz pour EEG) et un canal de magnétomètre occipital pour MEG. Comme le niveau anesthésique augmente pour le niveau 3 N2O (gaz 47 % max.) puissance totale des signaux est réduite, avec des réductions dans la puissance de la bande alpha particulièrement évident. En revanche l’activité alpha, en réponse à l’administration de la Xe n’est pas significativement réduite jusqu’au niveau 4 (gaz de pointe de 42 %). À la différence de N2O, des concentrations croissantes de Xe sont plus clairement associées à une augmentation de l’amplitude du delta (0 - 4 Hz) et l’activité bande thêta (4-8 Hz), étant particulièrement clair dans le site central pendant l’administration de 42 % (niveau 4) dans les lignes directrices.

Figure 5
Figure 5 : Exemple de temps aligné 10 deuxième fenêtre de filtrée sans artefact des données (A) MEG et EEG (B) pour le même sujet à la Figure 4 pour les cas de (i) base 3 (post antiémétique) avant N2 Administration de l’O, (ii) 47 % N 2 O (niveau 3), (iii) base 3 (post antiémétique) avant d’administrer le Xe, (iv) 24 % Xe (niveau 3), (v) 42 % Xe (niveau 4). Pour 24 % Xe et 47 % N2O, le temps sélectionné était un fragment de l’état d’équilibre de 5 minutes alors que 42 % Xe, l’époque de données sélectionnées a été au cours de la période de perte de réactivité, comme en témoigne la réponse d’acceptation du sujet. Frontal (bleu), centrale (rouge) et occipital (vert) correspondent aux respectif magnétomètre de MEG et canaux EEG. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Les changements de puissance des signaux observés dans la Figure 5 sont détaillées plus loin dans les spectres d’amplitude unilatéral des signaux mêmes dans la Figure 6. Alors qu’il émerge une gamme des changements observés au pouvoir lorsqu’il passe de la base au gaz, les changements les plus importants semblent être l’atténuation progressive de la puissance de base forte bande alpha (8 à 13 Hz), observée dans les électrodes occipitales, avec augmentation des concentrations de gaz. Ceci est complété par une basse fréquence delta et theta bande activité croissante.

Figure 6
Figure 6 : Spectres d’amplitude pour les mêmes données (A) MEG et EEG (B), illustrées à la Figure 5 pour les cas de (i) base 3 (post antiémétique) avant N2 Administration de l’O, (ii) 47 % N 2 O (niveau 3), (iii) base 3 (post antiémétique) avant d’administrer le Xe, (iv) 24 % Xe (niveau 3), (v) 42 % Xe (niveau 4). Frontal (bleu), centrale (rouge) et canaux de l’occipital (vert) correspondre aux respectifs MEG magnétomètre et canaux EEG. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

La figure 7 illustre un exemple des changements topographiques au pouvoir de la bande alpha liée aux augmentations de la concentration de gaz Xe et N2O. Notez l’atténuation claire de postérieur puissance alpha avec augmentation des Xe et N2O, conformément aux changements observés précédemment pour N2O et GABAergiques anesthésiques25,31,67.

Figure 7
Figure 7 : Topographique alpha (8 à 13 Hz) bande de puissance dans le (A) MEG (magnétomètres seulement) et l’EEG (B) pour le même sujet comme dans les Figures 5 et 6 pour les cas de (i) base 3 (post antiémétique) avant N2 Administration de l’O, (ii) 47 % N 2 O (niveau 3), (iii) base 3 (post antiémétique) avant d’administrer le Xe, (iv) 24 % Xe (niveau 3), (v) 42 % Xe (niveau 4). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Enfin, la Figure 8 illustre exemple au niveau du capteur MEG et EEG auditifs réponses évoquées obtenus avec la tâche de protocole et d’acceptation pour le même sujet comme dans les Figures 5-7. On peut noter que les augmentations dans la concentration de gaz Xe et N2O conduisent à un affaiblissement de la première apogée de réponse et aussi pour le retard, l’atténuation ou la disparition des pics de réponse ultérieures, en particulier au cours de la perte de réactivité pour le niveau 4 de la Xe (42 %).

Figure 8
Figure 8 : Capteur niveau auditif évoqué réponses pour le (A) MEG et EEG (B) pour le même sujet, comme dans les Figures 5-7 pour les cas de (i) base 3 (post antiémétique) avant N2 Administration de l’O, (ii) 47 % N 2 O (niveau 3), (iii) base 3 (post antiémétique) avant d’administrer le Xe, (iv) 24 % Xe (niveau 3), (v) 42 % Xe (niveau 4). Parcelles de papillons colorés correspondent à la fois canal des réponses ensemble. Pour chaque parcelle de papillon la carte topographique correspond au temps de réponse de crête. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Cet article a décrit un protocole complet pour l’enregistrement simultané de MEG et EEG pendant la livraison gaz anesthésique N2O et Xe. Un tel protocole seront utile pour étudier les corrélats neurones électromagnétiques des réductions induite par l’anesthésie en conscience. Le protocole devrait également de généraliser à la livraison des autres gaz anesthésiques tels que sévoflurane ou l’isoflurane. Cela facilitera une meilleure compréhension des mécanismes macroscopiques communes, spécifiques et distinctes qui sous-tendent la réduction induite par l’anesthésie dans la conscience pour une gamme des anesthésiques ayant tout à fait différents modes moléculaires et les cibles d’action. Comprendre comment les anesthésiques fonction est sans doute l’un des grands problèmes en suspens de neurosciences et est sans doute la clé pour comprendre le fondement neurochimique du comportement.

Les résultats de l’exemple présentés sont tout à fait compatibles avec les précédentes études examinant les anesthésiques EEG puissance spectrale des changements induits, attestant ainsi de la fidélité du protocole que nous avons mis au point et décrit. Dans le cas de l’administration de N2O, les résultats résumés ci-dessus correspondent à diminutions de puissance de bande delta, thêta et alpha de l’EEG qui ont été observées pour de hauts niveaux inspirées de N2O (> 40 %)25,28, 31. De même, pendant l’anesthésie Xe nos résultats concordent avec les quelques rapports publiés sur les effets du Xe à l’aide de haute densité EEG. Par exemple, Johnson et al. 29 a montré un ralentissement de l’EEG avec une puissance totale accrue dans les bandes de delta et theta surtout dans les régions frontales, résultats qui concorde bien avec les résultats typiques, que nous avons présenté ici. Autre Johnson et coll. identifiés que par inhalation Xe a été associée à des augmentations dans les deux delta frontale et postérieure médiane, avec ces changements d’activité onde lente étant topographiquement inhomogène dans la nature, une observation qui reflète la variabilité de la topographie de bande de fréquence sur l’axe antéro-postérieur a démontré dans les résultats de cette enquête. En ce qui concerne les changements dans l’activité de fréquence plus élevée (groupe alpha et ci-dessus), l’image devient beaucoup moins évidente. Hartmann et al. 34 décrit une diminution de l’activité alpha globale, ressemblant plus à des résultats des auteurs et une augmentation globale de puissance de bêta de bande (13 à 30 Hz), tandis que Laitio et al. 33 ont montré une augmentation alpha frontale et une diminution de l’activité alpha postérieure. Dans la version bêta et gamma réponses fréquentielles Johnson et al. 29 ont signalé une augmentation généralisée puissance de bande (35 à 45 Hz) gamma alors que Goto et al. 32 a diminué. En résumé, cette méthode est bien capable de susciter des changements dans l’activité cérébrale électromagnétique qui ont été rapportés pour N2O et Xe en utilisant des configurations d’enregistrement beaucoup plus simples.

Nous avons montré des exemples clairs des effets que les agents anesthésiques gazeux Xe et N2O induire dans les, spectres d’amplitude, bande alpha power topographie et auditifs réponses évoquées de filtré les données MEG/EEG sans artefact. Méthodes d’analyse des données plus élaborées peuvent s’attendre à offrent un aperçu important dans les mécanismes d’action anesthésique et les altérations globales et locales correspondantes en matière de connectivité réseau qui se produisent dans les États de conscience altérée. Aller au-delà des données au niveau du capteur et en regardant l’activité source offrira une représentation des changements dans l’activité spontanée qui peut être mieux associée à la neuroanatomie (pour un examen voir 55). Application de diverses mesures de connectivité fonctionnelle (pour un examen voir 56) à ce niveau de la source de données est censé contribuer à davantage de compréhension du rôle disposant de perturbations dans la connectivité fonctionnelle induite par l’anesthésie des réductions la conscience1.

À ce jour pharmaco-MEG a été sous-utilisées pour la caractérisation d’action anesthésique, à l’exception d’une poignée d’études sur la sédation diagnostique ou l’accroissement d’activité épileptogène chez des patients épileptiques. Des exemples de telles études de MEG significatifs Hall et al. 68 , 69 dans lesquelles une dose orale unique de diazépam est administrée, Cornwell et al. 70 où l’anesthésique kétamine a été perfusée, Saxena et al.71 , qui regardait la sédation de propofol et Quaedflieg et al. de 72études sur les effets du rémifentanil sur la négativité de discordance. Plus récemment, Fortin et ses collègues73 employée le MEG dans une enquête de la connectivité fonctionnelle de sédatifs doses de kétamine révélant les changements oscillatoires importants, notamment en alimentation alpha, thêta et gamma, ainsi que significative modifications en matière de connectivité frontale-pour-pariétales induite par le NMDA. Nos résultats montrent clairement le potentiel et l’utilité des simultanément enregistrée MEG et EEG haute densité dans l’exploration des mécanismes de l’anesthésie. À la connaissance des auteurs, aucune étude préalable de la MEG/EEG simultané n’a été effectuée chez l’humain avec volatile ou agents anesthésiques gazeux et donc la méthode décrite ici seront j’espère stimuler les efforts dans ce sens.

Il y a plusieurs limites associées à notre protocole qui devrait être mentionné. Tout d’abord, la procédure expérimentale a été conçu avec une administration anesthésique gazeuse à l’esprit et important, et encore untrialled, modifications devront considérer quelle utilisation d’autres types d’anesthésiques tels que les agents volatils mieux illustrée par sévoflurane. Dans le cas des anesthésiques volatils par inhalation, nous recommandons l’utilisation d’une voie aérienne du masque laryngé pour assurer la perméabilité des voies aériennes, cependant, à noter le caractère invasif de la procédure. Deuxièmement, nous avons choisi une tâche très simple auditif continue de la performance pour surveiller la réactivité. Un paradigme simple auditif continue de la performance a été choisi car liées à des événements changements n’étaient pas le principal objectif de cette enquête. Pour enquêter sur les plus détaillées des corrélations entre l’activité cérébrale et cognition pendant l’anesthésie plus complexe et auditif saillant77, visual71 et des stimuli tactiles78 devront être utilisés. Mouvement de la tête pendant l’anesthésie est également une imagerie possible confondre dont nous nous sommes adressés au moyen d’un bouchon de mousse sur mesure qui maintient la tête sécurisé dans le MEG dewar, un harnais qui maintient le participant sécurisé dans la Chaire de MEG et artefact strictes données procédures d’éloignement. Enfin, une analyse de facteurs humains explicite79 qui pourrait quantifier l’étendue à laquelle autres enquêteurs pourraient facilement suivre ce protocole est absent de ce document. Alors que nous avons fourni plusieurs notes sur les limites et d’autres facteurs liés à l’exécution d’anesthésie par inhalation à l’aide de xénon et N2O lors de l’enregistrement EEG/MEG, l’élaboration de critères spécifiques de performance aurait pu être utilisée afin de indiquer le déploiement relatif des ressources et du temps à des sections spécifiques du protocole.

Les conclusions exposées ici démontrent clairement qu’il est possible d’enregistrer simultanément MEG et EEG dans le cadre restrictif de l’environnement de blindage magnétique de MEG tout en garantissant des données de haute qualité qui sont associées à des mouvements de tête minimal et adventive artefact. Ces méthodes sont susceptibles d’avoir des implications cliniques importantes qu’elles puissent être utilisées pour mieux comprendre tout possible mécanisme universel de l’anesthésie, qui à son tour pourrait conduire à une amélioration de la surveillance clinique des anesthésiques en empêchant des incidents de sensibilisation périopératoire et d’améliorer les résultats postopératoires74,75. En outre, le programme d’installation n’est pas nécessairement limitée aux enquêtes de l’anesthésie mais peut être modifié en conséquence pour tenir compte de divers types d’interventions pharmacologiques, gazeuses ou autres.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Les auteurs tiens à remercier Mahla Cameron Bradley, Rachel Anne Batty et Johanna Stephens pour assistance technique précieuse avec la collecte de données de MEG. Par ailleurs nous remercions Dr Steven Mcguigan soutien comme un deuxième anesthésiste. Paige Pappas a supervisé de l’infirmière anesthésique inestimable. Markus Stone offerte gracieusement son temps et son expertise en montage et tournage du protocole. M. Suresh Muthukumaraswamy a donné des conseils spécifiques concernant l’analyse des données et l’interprétation des résultats. Enfin, Jarrod Gott beaucoup contribué une discussion stimulante, aidé dans l’exécution d’un certain nombre d’expériences pilotes et a été central dans la conception de l’orthèse tête de mousse.

Cette recherche a été financée par une subvention de collaboration de James 220020419 # « Reconstruire la conscience » attribuée à George Mashour, Michael Avidan, Max Kelz et David Liley.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Neuromag TRIUX 306-channel MEG system Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN N/A
Polhemus Fastrak 3D system Polhemus, VT, USA N/A
MEG compatible ER-1 insert headphones Etymotic Research Inc., IL, USA N/A
Low Density foam head cap, MEG compatible N/A N/A Custom made by research team
Harness, MEG compatible N/A ~3 m long, ~ 5 cm wide, cloth/jute strip to secure participant position on MEG chair
Ambu Neuroline 720 Single Patient Surface Electrodes Ambu, Copenhagen, Denmark 72015-K10
3.0T TIM Trio MRI system Siemens AB, Erlangen, GERMANY N/A
Asalab amplifier system ANT Neuro, Enschede, NETHERLANDS N/A this system is no longer manufactured and has been deprecated to 64 channel eego EEG amplifier
64-channel Waveguard EEG cap, MEG compatible ANT Neuro, Enschede, NETHERLANDS CA-138 size Medium
Magnetically shielded cordless battery box ANT Neuro, Enschede, NETHERLANDS N/A Magnetic shielding not provided by manufacturer – Modified by research team
OneStep ClearGel Electrode gel H+H Medizinprodukte GbR, Munster, GERMANY 154547
Akzent Xe Color Anesthesia Machine Stephan GmbH, Gackenbach, GERMANY N/A
Omron M6-Comfort Blood Pressure Monitor Omron Healthcare, Kyoto, JAPAN N/A
Xenon gas (99.999% purity) Coregas, Thomastown, VIC, AUSTRALIA N/A we estimate that we use approx 40 L (SATP) per participant
Medical Nitrous Oxide Coregas, Thomastown, VIC, AUSTRALIA N/A x2 G size cylinders
Medical Oxygen Coregas, Thomastown, VIC, AUSTRALIA N/A x2 G size cylinders
Medical Air Coregas, Thomastown, VIC, AUSTRALIA N/A x2 G size cylinders
Filter Respiratory & HMES with Capno Port Hypnobag Medtronic, MN, USA 352/5805
Yankauer High Adult Medtronic, MN, USA 8888-502005
Quadralite EcoMask anaesthetic masks Intersurgical Australia Pty Ltd 7093000/7094000 size 3 and size 4
Suction Canister Disp 1200 mL Medival Guardian Cardinal Health, OH, USA 65651-212
Catheter Mount Ext 4-13 cm with  90A elbow Medtronic, MN, USA 330/5667
Catheter IV Optiva 24g x 19 mm Yellow St Su Smiths Medical, MN, USA 5063-INT
Dexamethasone Mylan Injection Vials (4 mg/1 mL) Alphapharm Pty Ltd, Sydney, AUSTRALIA 400528517
Ondasetron (4 mg/2 mL) Alphapharm Pty Ltd, Sydney, AUSTRALIA 400008857
Medical resuscitation cart The medical resuscitation cart is configured according to the suggested minimal requirements for Adult resuscitation recommended in the document "Standards for Resuscitation: Clinical Practice and Education; June 2014) by the Australian and New Zealand Resuscitation councils and specifically endorsed by multiple professional health care organizations including the Australian and New Zealand College of Anaesthetists.  It includes all the necessary airway and circulatory equipment, as well as the associated pharmacuetical agents to enable full cardio-respiratory resuscitation and support in a non-clinical environment.  Full details can be found at https://resus.org.au/standards-for-resuscitation-clinical-practice-and-education/
Maxfilter Version 2.2 Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN N/A Data analysis software provided with Elekta's Neuromag TRIUX MEG system

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hudetz, A. Suppressing the Mind. Hudetz, A., Pearce, R. , 178-189 (2010).
  2. Franks, N. P., Dickinson, R., de Sousa, S. L., Hall, A. C., Lieb, W. R. How does xenon produce anaesthesia? Nature. 396 (6709), 324 (1998).
  3. Jevtović-Todorović, V., Todorović, S. M., Mennerick, S., Powell, S., Dikranian, K., Benshoff, N., Zorumski, C. F., Olney, J. W. Nitrous oxide (laughing gas) is an NMDA antagonist, neuroprotectant and neurotoxin. Nat Med. 4 (4), 460-463 (1998).
  4. Alkire, M. T., Hudetz, A. G., Tononi, G. Consciousness and Anesthesia. NIH Public Access. 322 (5903), 876-880 (2009).
  5. Fiset, P., et al. Brain Mechanisms of Propofol-Induced Loss of Consciousness in Humans: a Positron Emission Tomographic Study. The J Neurosci. 19 (13), 5506-5513 (1999).
  6. Schlünzen, L., et al. Effects of subanaesthetic and anaesthetic doses of sevoflurane on regional cerebral blood flow in healthy volunteers. A positron emission tomographic study. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 48 (10), 1268-1276 (2004).
  7. Alkire, M. T., et al. Cerebral Metabolism during Propofol Anesthesia in Humans Studied with Positron Emission Tomography. Anesthesiology. 82, 393-403 (1995).
  8. Alkire, M. T., Haier, R. J., Shah, N. K., Anderson, C. T. Positron Emission Tomography Study of Regional Cerebral Metabolism in Humans during Isoflurane Anesthesia. Anesthesiology. 86, 549-557 (1997).
  9. Alkire, M. T., et al. Functional Brain Imaging during Anesthesia in Humans. Effects of Halothane on Global and Regional Cerebral Glucose Metabolism. Anesthesiology. 90, 701-709 (1999).
  10. Kaike, K. K., et al. Effects of surgical levels of propofol and sevoflurane anesthesia on cerebral blood flow in healthy subjects studied with positron emission tomography. Anesthesiology. 6, 1358-1370 (2002).
  11. Prielipp, R. C., et al. Dexmedetomidine-induced sedation in volunteers decreases regional and global cerebral blood flow. Anesthesia and analgesia. 95 (4), table of contents 1052-1059 (2002).
  12. Mukamel, E. A., et al. A transition in brain state during propofol-induced unconsciousness. J Neurosci. 34 (3), 839-845 (2014).
  13. Boveroux, P., Vanhaudenhuyse, A., Phillips, C. Breakdown of within- and between-network Resting State during Propofol-induced Loss of Consciousness. Anesthesiology. 113 (5), 1038-1053 (2010).
  14. Pelligrino, D. A., Miletich, D. J., Hoffman, W. E., Albrecht, R. F. Nitrous oxide markedly increases cerebral cortical metabolic rate and blood flow in the goat. Anesthesiology. 60 (5), 405-412 (1984).
  15. Hansen, T. D., Warner, D. S., Todd, M. M., Vust, L. J. The role of cerebral metabolism in determining the local cerebral blood flow effects of volatile anesthetics: evidence for persistent flow-metabolism coupling. J Cereb Blood Flow Metab. 9, 323-328 (1989).
  16. Roald, O. K., Forsman, M., Heier, M. S., Steen, P. A. Cerebral effects of nitrous oxide when added to low and high concentrations of isoflurane in the dog. Anesth Analg. 72 (1), 75-79 (1991).
  17. Algotsson, L., Messeter, K., Rosén, I., Holmin, T. Effects of nitrous oxide on cerebral haemodynamics and metabolism during isoflurane anaesthesia in man. Acta Anaesthesiol Scand. 36 (1), 46-52 (1992).
  18. Field, L. M., Dorrance, D. E., Krzeminska, E. K., Barsoum, L. Z. Effect of nitrous oxide on cerebral blood flow in normal humans. Br J Anaesth. 70 (2), 154-159 (1993).
  19. Matta, B. F., Lam, A. M. Nitrous oxide increases cerebral blood flow velocity during pharmacologically induced EEG silence in humans. J Neurosurg Anesthesiol. 7 (2), 89-93 (1995).
  20. Langsjo, J. W., et al. Effects of subanesthetic doses of ketamine on regional cerebral blood flow, oxygen consumption, and blood volume in humans. Anesthesiology. 99 (3), 614-623 (2003).
  21. Reinstrup, P., et al. Regional cerebral metabolic rate (positron emission tomography) during inhalation of nitrous oxide 50% in humans. Br J Anaesth. 100 (1), 66-71 (2008).
  22. Rex, S., et al. Positron emission tomography study of regional cerebral blood flow and flow-metabolism coupling during general anaesthesia with xenon in humans. Br J Anaesth. 100 (5), 667-675 (2008).
  23. Laitio, R. M., et al. Effects of xenon anesthesia on cerebral blood flow in humans. Anesthesiology. 106 (6), 1128-1133 (2007).
  24. Laitio, R. M., et al. The effects of xenon anesthesia on the relationship between cerebral glucose metabolism and blood flow in healthy subjects: A positron emission tomography study. Anesthesia and Analgesia. 108 (2), 593-600 (2009).
  25. Yamamura, T., Fukuda, M., Takeya, H., Goto, Y., Furukawa, K. Fast oscillatory EEG activity induced by analgesic concentrations of nitrous oxide in man. Anesth Analg. 60 (5), 283-288 (1981).
  26. Rampil, I. J., Kim, J. S., Lenhardt, R., Negishi, C., DI, S. Bispectral EEG index during nitrous oxide administration. Anesthesiology. 89 (3), 671-677 (1998).
  27. Maksimow, A., et al. Increase in high frequency EEG activity explains the poor performance of EEG spectral entropy monitor during S-ketamine anesthesia. Clinical Neurophysiology. 117 (8), 1660-1668 (2006).
  28. Foster, B. L., Liley, D. T. J. Effects of nitrous oxide sedation on resting electroencephalogram topography. Clinical Neurophysiology. 124 (2), 417-423 (2013).
  29. Johnson, B. W., Sleigh, J. W., Kirk, I. J., Williams, M. L. High-density EEG mapping during general anaesthesia with Xenon and propofol: A pilot study. Anaesthesia and Intensive Care. 31 (2), 155-163 (2003).
  30. Foster, B. L., Bojak, I., Liley, D. T. J. Population based models of cortical drug response: Insights from anaesthesia. Cognitive Neurodynamics. 2 (4), 283-296 (2008).
  31. Kuhlmann, L., Liley, D. T. J. Assessing nitrous oxide effect using electroencephalographically-based depth of anesthesia measures cortical state and cortical input. J Clin Monit Comput. , (2017).
  32. Goto, T., et al. Bispectral analysis of the electroencephalogram does not predict responsiveness to verbal command in patients emerging from xenon anaesthesia. Br J Anaesth. 85 (3), 359-363 (2000).
  33. Laitio, R. M., Kaskinoro, K., Maksimow, A., Kangas, K., Scheinin, H. Electroencephalogram during Single-agent Xenon. Anesthesiology. 18 (1), 63-70 (2008).
  34. Hartmann, A., Dettmers, C., Schuier, F. J., Wassmann, H. D., Schumacher, H. W. Effect of stable xenon on regional cerebral blood flow and the electroencephalogram in normal volunteers. Stroke. 22 (2), 182-189 (1991).
  35. Lee, U., Müller, M., Noh, G. J., Choi, B., Mashour, G. a Dissociable network properties of anesthetic state transitions. Anesthesiology. 114 (4), 872-881 (2011).
  36. Ku, S. W., Lee, U., Noh, G. J., Jun, I. G., Mashour, G. A. Preferential inhibition of frontal-to-parietal feedback connectivity is a neurophysiologic correlate of general anesthesia in surgical patients. PLoS ONE. 6 (10), 1-9 (2011).
  37. Kuhlmann, L., Foster, B. L., Liley, D. T. J. Modulation of Functional EEG Networks by the NMDA Antagonist Nitrous Oxide. PLoS ONE. 8 (2), (2013).
  38. Greicius, M. D., et al. Persistent default-mode network connectivity during light sedation. Human Brain Mapping. 29 (7), 839-847 (2008).
  39. Deshpande, G., Sathian, K., Hu, X. Assessing and compensating for zero-lag correlation effects in time-lagged granger causality analysis of fMRI. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 57 (6), 1446-1456 (2010).
  40. Schrouff, J., et al. Brain functional integration decreases during propofol-induced loss of consciousness. NeuroImage. 57 (1), 198-205 (2011).
  41. Langsjo, J. W., et al. Returning from Oblivion: Imaging the Neural Core of Consciousness. J Neurosci. 32 (14), 4935-4943 (2012).
  42. Mukamel, E. A., Wong, K. F., Prerau, M. J., Brown, E. N., Purdon, P. L. Phase-based measures of cross-frequency coupling in brain electrical dynamics under general anesthesia. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc, EMBS. 6454, 1981-1984 (2011).
  43. Logothetis, N. K. What we can do and what we cannot do with fMRI. Nature Reviews Neuroscience. 453 (June), 869-878 (2008).
  44. Nunez, P. L., Srinivasan, R. Electric fields of the brain: the neurophysics of EEG. , Oxford University Press. USA. (2006).
  45. Hämäläinen, M. S., Hari, R., Ilmoniemi, R. J., Knuutila, J., Lounasmaa, O. V. Magnetoencephalography - theory, instrumentation, and applications to noninvasivee studies of the working human brain. Rev Modern Physics. 65 (2), 413-505 (1993).
  46. Nunez, P. L., Srinivasan, R. A theoretical basis for standing and traveling brain waves measured with human EEG with implications for an integrated consciousness. Clinical Neurophysiology. 117 (11), 2424-2435 (2006).
  47. Kayser, J., Tenke, C. E. In search of the Rosetta Stone for scalp EEG: Converging on reference-free techniques. Clinical Neurophysiology. 121 (12), 1973-1975 (2010).
  48. Barkley, G. L., Baumgartner, C. MEG and EEG in epilepsy. J Clin Neurophysiol. 20 (3), 163-178 (2003).
  49. Parra, L. C., Bikson, M. Model of the effect of extracellular fields on spike time coherence. . Conference proceedings: ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual Conference, , 6 4584-4587 (2004).
  50. Liu, A. K., Dale, A. M., Belliveau, J. W. Monte Carlo simulation studies of EEG and MEG localization accuracy. Human Brain Mapping. 16 (1), 47-62 (2002).
  51. Cullen, S. C., Eger, E. I. 2nd, Cullen, B. F., Gregory, P. Observations on the anesthetic effect of the combination of xenon and halothane. Anesthesiology. 31 (4), 305-309 (1969).
  52. Hornbein, T. F., et al. The minimum alveolar concentration of nitrous oxide in man. Anesth Analg. 61 (7), 553-556 (1982).
  53. Fahlenkamp, A. V., et al. Evaluation of bispectral index and auditory evoked potentials for hypnotic depth monitoring during balanced xenon anaesthesia compared with sevoflurane. Br J Anaesth. 105 (3), 334-341 (2010).
  54. Stoppe, C., et al. AepEX monitor for the measurement of hypnotic depth in patients undergoing balanced xenon anaesthesia. Br J Anaesth. 108 (1), 80-88 (2012).
  55. Huang, M. X., et al. Commonalities and Differences among Vectorized Beamformers in Electromagnetic Source Imaging. Brain Topography. 16 (3), 139-158 (2004).
  56. Bastos, A. M., Schoffelen, J. M. A Tutorial Review of Functional Connectivity Analysis Methods and Their Interpretational Pitfalls. Frontiers in systems neuroscience. 9 (January), 175 (2015).
  57. Bazanova, O. M., Nikolenko, E. D., Barry, R. J. Reactivity of alpha rhythms to eyes opening (the Berger effect) during menstrual cycle phases. International Journal of Psychophysiology. , September 2015 0-1 (2017).
  58. Schaefer, M. S., et al. Predictors for postoperative nausea and vomiting after xenon-based anaesthesia. Br J Anaesth. 115 (1), 61-67 (2015).
  59. Gan, T. J., et al. Consensus guidelines for the management of postoperative nausea and vomiting. Anesthesia and Analgesia. 118 (1), 85-113 (2014).
  60. De Vasconcellos, K., Sneyd, J. R. Nitrous oxide: Are we still in equipoise? A qualitative review of current controversies. Br J Anaesth. 111 (6), 877-885 (2013).
  61. Sanders, R. D., Ma, D., Maze, M. Xenon: Elemental anaesthesia in clinical practice. British Medical Bulletin. 71, 115-135 (2004).
  62. da Silva, R. M. Syncope: Epidemiology, etiology, and prognosis. Frontiers in Physiology. 5 (DEC), 8-11 (2014).
  63. Dittrich, A., Lamparter, D., Maurer, M. 5D-ASC: Questionnaire for the assessment of altered states of consciousness. A short introduction. , (2010).
  64. Studerus, E., Gamma, A., Vollenweider, F. X. Psychometric evaluation of the altered states of consciousness rating scale (OAV). PLoS ONE. 5 (8), (2010).
  65. Oostenveld, R., Fries, P., Maris, E., Schoffelen, J. M. FieldTrip: Open source software for advanced analysis of MEG, EEG, and invasive electrophysiological data. Computational Intelligence and Neuroscience. 2011, (2011).
  66. Stolk, A., Todorovic, A., Schoffelen, J. M., Oostenveld, R. Online and offline tools for head movement compensation in MEG. NeuroImage. 68, 39-48 (2013).
  67. Cimenser, A., et al. Tracking brain states under general anesthesia by using global coherence analysis. Proc Natl Acad Sci. 108 (21), 8832-8837 (2011).
  68. Hall, S. D., et al. GABA(A) alpha-1 subunit mediated desynchronization of elevated low frequency oscillations alleviates specific dysfunction in stroke - A case report. Clinical Neurophysiology. 121 (4), 549-555 (2010).
  69. Hall, S. D., et al. The role of GABAergic modulation in motor function related neuronal network activity. NeuroImage. 56 (3), 1506-1510 (2011).
  70. Cornwell, B. R., et al. Synaptic potentiation is critical for rapid antidepressant response to ketamine in treatment-resistant major depression. Biological Psychiatry. 72, 555-561 (2012).
  71. Saxena, N., et al. Enhanced Stimulus-Induced Gamma Activity in Humans during Propofol-Induced Sedation. PLoS ONE. 8 (3), 1-7 (2013).
  72. Quaedflieg, C. W. E. M., Munte, S., Kalso, E., Sambeth, A. Effects of remifentanil on processing of auditory stimuli: A combined MEG/EEG study. J Psychopharmacol. 28 (1), 39-48 (2014).
  73. Muthukumaraswamy, S. D., Shaw, A. D., Jackson, L. E., Hall, J., Moran, R., Saxena, N. Evidence that Subanesthetic Doses of Ketamine Cause Sustained Disruptions of NMDA and AMPA-Mediated Frontoparietal Connectivity in Humans. J Neurosci. 35 (33), 11694-11706 (2015).
  74. Bruhn, J., Myles, P. S., Sneyd, R., Struys, M. M. R. F. Depth of anaesthesia monitoring: What's available, what's validated and what's next? Br J Anaesth. 97 (1), 85-94 (2006).
  75. Punjasawadwong, Y., Phongchiewboon, A., Bunchungmongkol, N. Bispectral index for improving anaesthetic delivery and postoperative recovery (Review) Bispectral index for improving anaesthetic delivery and postoperative recovery. Cochrane Library. 10, 10-12 (2010).
  76. Taulu, S., Kajola, M., Simola, J. Suppression of interference and artifacts by the Signal Space Separation Method. Brain Topography. 16 (4), 269-275 (2004).
  77. Purdon, P. L., et al. Electroencephalogram signatures of loss and recovery of consciousness from propofol. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (12), 1142-1151 (2013).
  78. Mhuircheartaigh, R. N., et al. Cortical and Subcortical Connectivity Changes during Decreasing Levels of Consciousness in Humans: A Functional Magnetic Resonance Imaging Study using Propofol. J Neurosci. 30 (27), 9095-9102 (2010).
  79. Pandit, J. J., et al. 5th National Audit Project (NAP5) on accidental awareness during general anaesthesia: summary of main findings and risk factors. Br J Anaesth. 113 (4), 549-559 (2014).
  80. Lakhan, S. E., Caro, M., Hadzimichalis, N. NMDA Receptor Activity in Neuropsychiatric Disorders. Frontiers in Psychiatry. 4 (Junne), 52 (2013).

Tags

Neurosciences numéro 131 magnétoencéphalographie électroencéphalographie anesthésie Xenon protoxyde d’azote
Enregistrement activité électromagnétique du cerveau au cours de l’Administration des Agents anesthésiques gazeux Xenon et l’oxyde nitreux chez des volontaires sains
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Pelentritou, A., Kuhlmann, L.,… More

Pelentritou, A., Kuhlmann, L., Cormack, J., Woods, W., Sleigh, J., Liley, D. Recording Brain Electromagnetic Activity During the Administration of the Gaseous Anesthetic Agents Xenon and Nitrous Oxide in Healthy Volunteers. J. Vis. Exp. (131), e56881, doi:10.3791/56881 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter