Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Innspilling hjernen elektromagnetisk aktivitet av gass Anesthetic agenter Xenon og salpeterholdig oksid i friske frivillige

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

Samtidig magnetoencephalography og Elektroencefalogram gir en nyttig verktøyet søker etter vanlige og tydelig makro skala mekanismer for reduksjoner i bevisstheten av ulike bedøvelse. Denne artikkelen illustrerer de empiriske metodene underliggende innspillingen av data fra friske mennesker under N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA)-receptor-antagonist-based anestesi under inhalasjonen lystgass og xenon.

Abstract

Anestesi gir uten tvil en av bare systematiske måter å studere nevrale korrelerer global bevissthet/bevisstløshet. Men hittil mest neuroimaging eller nevrofysiologiske undersøkelser hos mennesker har vært begrenset til studiet av γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA)-receptor-agonist-based bedøvelse, mens effekten av dissosiativ N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA)- reseptor-antagonist-baserte anesthetics Ketamin, lystgass (N2O) og xenon (Xe) er hovedsakelig ubekjent. Dette dokumentet beskriver metodene underliggende samtidig opptak av magnetoencephalography (MEG) og Elektroencefalogram (EEG) fra friske menn under innånding av gass anesthetic agenter N2O og Xe. Kombinere MEG og EEG gjør vurdering av elektromagnetisk hjerneaktiviteten under anestesi på høyt timelige og moderat romlig, oppløsning. Her beskriver vi en detaljert protokoll, raffinert over flere innspillingene, som inneholder emnet rekruttering, anestesi utstyr oppsett i MEG skanner rommet, datainnsamling og grunnleggende dataanalyse. I denne protokollen er hver deltaker utsatt for varierende Xe og N2O i gjentatte measures krysset design. Etter relevante planlagte innspillinger deltakere er utsatt til trinnvis øke inspirert konsentrasjoner av Xe og N2O 8, 16, 24 og 42%, 16, 32 og 47% henholdsvis der deres plan flate av responsiveness spores en auditivt kontinuerlig ytelse oppgave (aCPT). Resultatene blir presentert for en rekke innspillinger til å markere sensor-nivå egenskaper for rådata, spectral topografi, minimering av bevegelser av hodet og utvetydig nivå avhengige effekter på auditory vakte svarene. Dette paradigmet beskriver en generell tilnærming til innspillingen av elektromagnetiske signaler forbundet med handlingen av forskjellige typer anestesigasser, som lett kan tilpasses for bruk med flyktige og intravenøs anestesi agenter. Det forventes at metoden skissert kan bidra til forståelsen av makro-skala mekanismer for anestesi ved å aktivere metodologiske utvidelser kildekode space imaging og funksjonelle nettverk analyse.

Introduction

Det er god konsensus mellom prekliniske og kliniske neuroscientific bevis som tyder på at fenomenet menneskelige bevissthet er avhengig av integriteten til eksplisitt nevrale kretser. Observasjon at slike kretser er systematisk påvirket av nedstigningen til bevisstløshet har begrunnet behovet for neuroimaging teknikker benyttes under anestesi og aktivere "navigering" Søk etter nevrale korrelerer bevissthet. Med mulig unntak av søvn anestesi representerer den eneste metoden som en kan, i en kontrollert, reversibel og reproduserbar mote, forurolige, og dermed analysere, mekanismer som sub tjene bevissthet, spesielt på makroskopisk skala Global hjerne dynamikk. Klinisk narkose kan defineres som en tilstand av hypnose/bevisstløshet, ubevegelighet og analgesi og fortsatt en av de helt brukt og tryggeste medisinske intervensjoner. Til tross for klarhet og effektivitet i sluttresultatet, er det fortsatt stor usikkerhet om virkningsmekanismer av ulike typer av agenter gir opphav til anestesi indusert bevisstløshet1.

Bedøvelse kan deles inn i intravenøs agenter særlig propofol og barbiturater eller flyktige/gass stoffer som desflurane, isoflurane, lystgass (N2O) og xenon (Xe). Farmakologi av anestesi er godt etablert med flere mobilnettet mål som knyttet til anestesi handling. De fleste agenter studerte dato handling hovedsakelig via agonism γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA) reseptor-mediert aktivitet. I kontrast, dissosiativ agenter Ketamin, antas Xe og N2O å utøve deres effekter av primært rettet mot N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA) glutamatergic reseptorer2,3. Andre viktige farmakologiske mål inkluderer kalium kanaler, acetylcholine reseptorer og rest glutamat reseptorer, AMPA og kainate, men omfanget av deres bidrag til anestesi handling forblir unnvikende (for en omfattende gjennomgang se 4).

Omfanget av variasjon i virkningsmekanismen og observerte fysiologiske og nevrale effekten av ulike typer av agenter gjengir avledning av generelle konklusjoner på deres innflytelse på bevisst behandling vanskelig. Tap av bevissthet (LOC) av GABAergic agenter er vanligvis preget av en global endring i hjerneaktivitet. Dette er tydelig i fremveksten av høy-amplitude, lavfrekvente delta (ses, 0,5-4 Hz) bølger og reduksjon i høy frekvens, gamma (γ, 35-45Hz) aktivitet i EEG (EEG), liknende treg bølge sove5,6 som utbredt reduksjoner i hjerne blod flyte og glukose metabolisme5,6,7,8,9,10,11,12 . Boveroux et al. 13 til slike observasjoner ved å demonstrere en betydelig reduksjon i hvile tilstand funksjonelle tilkobling under propofol anestesi med funksjonell magnetisk resonans imaging (fMRI). Derimot dissosiativ bedøvelse gir en mindre klart profil effekter på hjerneaktivitet. I noen tilfeller er de knyttet til økning i hjerne blod flyte og glukose metabolisme14,15,16,17,18,19, 20,21 mens studier av Rex og kolleger22 og Laitio og kolleger23,24 ser på effekten av Xe gitt bevis for både økt og redusert hjernen aktivitet. En lignende uregelmessig kan sees effekter på EEG signaler25,26,27,28. Johnson et al. 29 viste en økning i total makt lavfrekvente band delta og theta så vel som høyere frekvens bandet gammaen i en kompakt EEG studie av Xe anestesi mens motstridende observasjonene var gjort for N2O i delta, theta og Alpha frekvens band30,31 og Xe i de høyere frekvenser32. Slike variasjoner i effekten av Xe på elektrisk hodebunnen aktiviteten kan observeres i alpha og beta frekvensområder også med begge øker33 og reduksjoner34 rapporteres.

Til tross for avvik nevnt ovenfor, begynner bildet å bli mer konsekvent over agenter når man forsøker å se på endringer i funksjonelle tilkobling mellom hjernen områder. Slike tiltak har imidlertid vært hovedsakelig begrenset til modaliteter som nødvendigvis gjør innrømmelser med hensyn til romlige eller temporal oppløsning. Mens studier med EEG vises å avsløre klar, og til dels konsekvent, endringer i topologisk strukturen av funksjonelle nettverk under anestesi/sedasjon med propofol35, desflurane36 og N2O37, den mye avstand sensordata for EEG har utilstrekkelig romlig oppløsning meningsfullt definere og avgrense hjørnene av tilsvarende funksjonelle nettverk. Derimot finne studier utnytte den overlegne romlig oppløsningen på fMRI og fantes et positron utslipp tomografi (PET), lignende topologisk endringer i store funksjonelle tilkobling som EEG13,38,39 ,40,41, men har ikke nok midlertidig løsning å karakterisere fase-amplitude kobling i alpha (8-13 Hz) EEG bandet og andre dynamiske fenomener som dukker opp som viktige signaturer av anestesi handling12,42. Videre disse tiltakene ikke direkte evaluere elektromagnetisk nevrale aktivitet43.

Derfor for å meningsfull fremme forståelsen av makroskopisk prosessene knyttet av anestesi, må begrensningene til tidligere nevnte undersøkelser tas; begrenset dekning av bedøvende agenter og utilstrekkelig spatio-temporale oppløsningen av ikke-invasiv målinger. På dette grunnlaget, forfatterne skissere en metode for å samtidig spille inn magnetoencephalogram (MEG) og EEG aktivitet i friske frivillige som er utviklet for administrasjon av gass dissosiativ bedøvende agenter, Xe og N2O.

MEG benyttes som det er bare ikke-invasiv nevrofysiologiske teknikken enn EEG som har en midlertidig løsning i millisekund området. EEG har problemet med sløret av elektriske felter av skallen, som fungerer som et low pass-filteret på cortically generert aktivitet, mens MEG er mye mindre følsom for dette problemet og problemet volum ledning44. Det kan hevdes at MEG har høyere romlige og kilde lokalisering nøyaktighet enn EEG 45,46. EEG tillater ikke sant referanse-fri innspilling37,47, men MEG gjør. MEG systemer også vanligvis registrere kortikale aktivitet i et mye større frekvensområde enn EEG, inkludert høy gamma48(vanligvis 70-90 Hz), som har blitt foreslått for å være involvert i hypnotiske effekten av bedøvende agenter inkludert Xe29 og N 2 O28. MEG tilbyr nevrofysiologiske aktivitet som komplimenterer som formidles av EEG, som EEG aktivitet gjelder ekstracellulære elektrisk strøm mens MEG hovedsakelig gjenspeiler det magnetiske feltet generert av intracellulær strøm46, 49. videre MEG er spesielt følsomme for elektrofysiologiske aktivitet tangentiell til cortex, mens EEG hovedsakelig poster ekstracellulære aktivitet radial til cortex49. Dermed kombinere MEG og EEG har super additiv fordeler50.

Gass dissosiativ agenter Xe og N2O er valgt for følgende prinsipp: de er luktfri (Xe) eller egentlig luktfri (N2O), og dermed kan enkelt utnyttes i nærvær av kontroll forhold når ansatt ved sub klinisk konsentrasjoner. I tillegg er de godt egnet for ekstern administrasjon og overvåking i et laboratoriemiljø på grunn av sin svake kardio-respiratorisk depressant effekter61. Xenon og til og med en mindre grad N2O beholde relativt lav minimum-alveolar - konsentrasjon-(MAC)-våken i som 50% av pasientene bli unresponsive til en verbal kommando med verdier av 32,6 ± 6,1%51 og 63.3 + - 7,1%52 henholdsvis. Til tross for Xe og N2O både blir NMDA reseptor antagonister, de modulerer EEG annerledes - Xe synes å oppfører seg mer som en typisk GABAergic agent når overvåket med Bispectral indeks33,53,54 (en av flere tilnærminger brukt electroencephalographically overvåke dybde av anestesi). Derimot gir N2O en mye mindre tydelig electroencephalographic i at det er dårlig, hvis, overvåkes ved hjelp av Bispectral indeks26. Fordi Xe har ulike rapporterte electroencephalographic egenskaper til andre dissosiativ agenter, men har lignende egenskaper til mer vanlig studert GABAergic agenter, har elektrofysiologiske studien potensial til å avsløre viktig funksjoner knyttet til nevrale korrelerer bevissthet og tilsvarende funksjonelle nettverksendringer. Agenter som fungerer på NMDA reseptor er sannsynlig å avsløre mer om hjernen nettverkene subserve normal og endrede bevissthet, gitt den kritiske rollen som NMDA reseptor-mediert aktivitet spiller i læring og hukommelse og dens involvert rolle i en rekke psykiske lidelser med schizofreni og depresjon80.

Denne artikkelen fokuserer primært på den krevende og komplekst datainnsamling prosedyren tilknyttet leveringen av gass anesthetic agenter i et ikke-sykehusmiljø mens den samtidig tar MEG og EEG. Eksempeldataene tilbys illustrerer at Hi-Fi opptak kan fås med minimal head bevegelse og grunnleggende dataanalyse på sensoren nivå markeres. Mange potensielle metodene for påfølgende kilde tenkelig og/eller funksjonelle tilkobling analyse som skulle utføres vanligvis bruke denne type data er ikke beskrevet, som disse metodene er også beskrevet i litteraturen og viser ulike alternativer for analyse55,56.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Undersøkelsen med tittelen "Effekter av inhalert Xe og N2O på hjerneaktivitet registrert bruker EEG og MEG" ble godkjent (godkjenningsnummer: 260/12) av Alfred sykehus og Swinburne University of Technology etikk og oppfylt kravene av National Uttalelse på etisk atferd i menneskelig forskning (2007).

1. deltaker utvalg og pre-studie krav

  1. Gjennomføre et intervju for å velge sunn, høyrehendt, voksne menn mellom 20 og 40 år.
    1. Bekreft statusen god generell helse ved å skaffe deltakerens Body Mass Index (BMI) og mangel på kontraindikasjoner MRI eller MEG (for eksempel implantert metallisk fremmedlegemer), samt samle en detaljert medisinsk historikk inkludert eventuelle tidligere operasjoner, viktigere alle ugunstig reaksjonene å narkose som ville føre til utelukkelse fra studien.
    2. Spesifikt ekskludere noen siste inntak av psykoaktive eller andre foreskrevne medisiner samt sikre fravær av noen narkotikabruk og mangel på en nevrologisk lidelse, epilepsi, hjertesykdommer, søvnapné, bevegelse sykdom og klaustrofobi. Det blir deretter viktig å få utelukke en god tetning med en anesthetic ansiktsmaske deltakerne som har store skjegg, med mindre de er villige til å barbere.
      NOTE Utelukke kvinner på grunn av dokumenterte effektene av menstruasjon57 eller alder ekstreme på hvile MEG/EEG signalet samt økt tilbøyelighet til kvalme og oppkast58.
  2. Følg dag oppholdet narkose prosedyren som angitt i Australia og New Zealand College av Anaesthetists (ANZCA) retningslinjene (dokumentet PS15).
    1. I tråd med disse retningslinjene, spør fagene rask i minst 6 timer og bruke ingen væsker i minst 2 timer før starten av eksperimentet. Bekrefte medgjørlighet ved anestesilegen kontakter deltakeren dagen før testing tar sted.
    2. Etter ferdigstillelse av eksperimentet har gjennomgå fag vanlig post anesthesia care overvåking av instruere dem ikke å operere noen tungt maskineri eller ta viktige avgjørelser innen 24 timer av eksperimentet (på grunn av muligheten for gjenværende lavt nivå kognitiv svekkelse Xe og N2O).

2. lokaler og utstyr

Merk: Fasilitetene er i samsvar med ANZCA krav til levering av anestesi utenfor en normal kirurgisk drift suite (http://www.anzca.edu.au/resources/professional-documents. Dokumentet PS55). Spesielt tilfredsstiller rommet tekniske forskrifter for elektrisk sikkerhet og gass medisinsk administrasjon.

  1. Utføre eksperimentet ved Swinburne avansert teknologi senterets hjernen Imaging laboratory, nemlig MEG rommet som inneholder et Magnetisk skjermet rom (MSR) som huser MEG skanneren. Skjermet rommet ligger på et flytende gulv isolert fra miljømessige bevegelser som passerer tog.
  2. Levere bedøvelse gasser bruker en bedøvelse maskin, utenfor MSR, i stand til levering og overvåking gass xenon. Denne bedøvelse maskinen er spesialdesignet administrere lukket lav strømning Xe gass og måle ende-tidevanns Xe konsentrasjoner bruker katharometry (varmeledning, ± 1% nøyaktighet), i tillegg til å standard-of-care pasienten overvåking. Dette inkluderer slutten-tidevanns O2, CO2, N2O måling (eventuelt), puls oximetry, 3-ledelsen ECG og ikke-invasiv blodtrykket måling (NIBP) som ANZCA retningslinje dokumentet PS18. Måle ende-tidevanns N2O konsentrasjoner med infrarødspektroskopi implementert i anestesi maskinen.
    1. Rør gassene deltakerne bruker utvidet 22 mm diameter puste slanger gjennom MSR rør.
  3. Angi standard-of-care pasienten overvåking som ANZCA retningslinje dokumentet PS18. Dette inkluderer slutten-tidevanns O2, CO2, N2O måling (eventuelt), puls oximetry, 3-ledelsen ECG og ikke-invasiv blodtrykket måling (NIBP).
    1. Overvåke blodtrykk som ANZCA retningslinje dokumentet PS18 bruker en ikke-invasiv Blodtrykksmonitor utenfor MSR og forbundet med en lang inflasjon rør til en mansjett plassert på overarmen.
    2. Hele eksperimentet, registrere og dokumentere alle fysiologiske parametere i 1 minutt intervaller i tillegg til en automatisert registrering av alle parametere hver 30 s.
  4. Kontroller at gassene rørledning til deltakerne bruker utvidet 22 mm diameter puste slanger gjennom MSR rør. Et sug system ligger utenfor MSR og en lang levering tube, koblet til en Yankauer sugekraft wand sendes gjennom en kanal kan plasseres nær både pasienten og klinisk observatøren.
    1. I tillegg sikre kvalme bassenger ligger i nærheten av innen MSR å aktivere sine rask plassering av observatøren på forekomst av kvalme. Klinisk observatør i MSR må være årvåken på noen luftveisobstruksjon, svarer først med en hake løfte eller kjeven stakk og umiddelbart avslutte protokollen om forestående kvalme er signalisert av overdreven svelge eller retching eller luftveier hindringer er ikke løst ved haken liv eller kjeven kastet.
  5. Post EEG bruker en MEG kompatibel 64-kanals Ag/AgCl elektrode cap knyttet til et batteri drevet forsterker i MSR. Forsterkeren er koblet via en fiberoptisk kabel og en passende MediaConverter til en laptop kjører en kompatibel oppkjøpet programvare.
  6. Registrere magnetfelt hjerneaktiviteten (MEG) på en samplingsfrekvens på 1000 Hz bruker en MEG system som har hele hjernen dekning og har godt definert matriser av sensorer som kan inneholde magnetometers og aksial/plan gradiometers; studien bruker et system består av 102 magnetometers og 204 planar gradiometers. For å unngå kompleksiteten ikke direkte gjelder protokollen eller MEG systemkonfigurasjonen, er eksempeldataene fra magnetometers alene rapportert, selv om både magnetometer og gradiometer er kjøpt som del av protokollen.
  7. Spor head posisjon kontinuerlig med 5 stilling indikator (HPI) spoler. Digitalisere plasseringen av hodet spoler, EEG elektroder og fiducial markører (nasion og venstre og høyre preauricular poeng) før MEG ved hjelp av riktig digitalisering utstyr.
    1. Fordi målet er å oppnå resultater i kildeområde, deaktivere alle interne aktiv skjerme system ansatt av MEG system for tredimensjonale støy avbestillinger, gjøre rørledningen behandling fleksibel med hensyn til bruk av signal plass separasjon (SSS) metoder som vanligvis arbeider.
    2. Bruke en MRI-skanner for å få tilsvarende T1-vektet strukturelle hjerneskanning for senere co-registrering med M/EEG innspillinger.

3. studien Design og protokollen

Merk: En toveis crossover eksperimentelle protokollen etterfølges. Utføre to separate testing økter for hvert emne atskilt med maksimalt fire uker mellom testing økter. En arm av studien består av Xe administrasjon mens N2O er gitt i den andre armen. Deltakerne er blinde for gass som administreres mens det medisinske personalet og forskere er ikke på grunn av små forskjeller i prosedyren fulgte sin administrasjon.

  1. Når informert samtykke er innhentet, gjør deltaker berettiget intervju omfattende medisinsk historie og vitale tegn målinger som inkluderer blodtrykk, puls, kropp temperatur og topp ekspiratorisk flyt. Etter deltaker kvalifikasjon er bekreftet, gjennomgår emnet en kort måling i MEG å sikre at det ikke finnes noen uventede kilder til støy.
  2. Plasser EEG hetten på emnet hode og gel alle elektroder. Fest 5 HPI spoler på cap kontinuerlig registrere stilling i MEG.
    1. Digitalisere EEG-kanaler, HPI coil posisjoner og ekstra poeng på emnet nese og lagre alle steder benytter det MEG medfølgende programvarepakke.
    2. Flytt dere til MSREN, koble elektrode hetten til EEG forsterker og re gel elektrodene hvis nødvendig for å sikre at deres elektrisk kontakt impedances under 5 kΩ.
  3. I tillegg til MEG og EEG, spille inn tre ekstra bipolar bio-kanal.
    1. Anestesi agent administrasjon er knyttet til endringer i muskel tone, posten eletromyografi (EMG) med en engangs Ag/AgCl elektroder plassert submentally for å registrere aktiviteten av de mylohyoid og digastric (anterior magen).
    2. Registrere elektro-oculogram (EOG) ved et par elektroder over ett av øynene, nær pannen og den tilsvarende lateral canthus og utføre tre-avledningers elektrokardiogram (ECG) innspillinger med elektroder på hver håndleddet og en albue bakken (se Figur 1).
  4. Be deltakerne å holde øynene lukket under alle opptak av eksperimentet.
  5. Utføre klinisk behandling av emnet med en anesthesiologist og en anesthetic sykepleier eller andre passende utdannet klinisk observatør. Har sykepleier/observatøren sitte med emnet i MSR å kontinuerlig overvåke deltakerens tilstand (i bestemt ansikt maske segl og emnet airway) og anesthesiologist, ligger i kontrollrommet administrere gassen og elektronisk overvåking.
  6. Samle inn data i et team av tre: ett medlem overvåking og styring av oppkjøpet av MEG signal, en annen overvåking og styring av oppkjøpet av EEG og en annen starter og stopper aktiviteten datastyrt auditiv kontinuerlig resultatene mens overvåke fagene svar, koordinere alle eksperimentelle tidsberegninger og minutt blodtrykk, og slutten-tidevanns konsentrasjoner og gass strømningshastighet som anestesilegen.
  7. Overvåker kontinuerlig visuelt deltakeren i MSR via en egnet kamera, som registrerer alle stadier av eksperimentet for senere vurdering og gjennomgang.
  8. Behaviorally mål den pågående plan flate av responsiveness gjennom eksperimentere med en auditory kontinuerlig ytelse oppgave (aCPT). Bruke MEG forenlig hodetelefoner for å levere en binaural auditiv tone av enten 1 eller 3 kHz hyppigheten av fast stereo amplituden (ca. 76 dBA), med en Inter stimulans tidsintervallet mellom 2 til 4 sekunder fra en uniform fordeling.
    1. Ber du deltakeren om å svare så raskt som mulig ved hjelp av to separate knappen bokser i hver hånd. Bruk venstre og høyre knapper på hver tilsvarer en lav eller høyfrekvent tone, henholdsvis, og knappen venstre og høyre bokser, henholdsvis for deltakeren å angi fravær eller tilstedeværelse av kvalme.
  9. Nøye overvåke reaksjonsevne gjennom hele eksperimentet. Reaksjonstid ventetid og nøyaktighet (prosentandel av toner riktig klassifisert) av svar automatisk registreres også vises på en skjerm utenfor MSR for forskere å få en sanntid indikasjon på deltakernes opptreden staten.
    1. Etter flere sekvensielle høyre knapp for svar (angir kvalme), varsle observatør i MSR og administrere anestesilegen som gass administrasjon må avsluttes brått for å unngå kvalme.
  10. Registrere øynene lukket hvile EEG og MEG i 5 min etterfulgt av en 5 min øynene lukket planlagte EEG/MEG innspilling med emnet utføre aCPT oppgaven.
  11. Fjern emnet fra MSR og tillate en 20 gauge intravenøs kanyle plasseres i venstre antecubital fossa av anestesilegen. Anti-brekkmiddel administrasjon, oppstår sakte over en periode på 1-2 minutter, 4 mg dexamethasone og 4 mg ondansetron59, følger for å hindre enhver kvalme forårsaket av bedøvende gass innånding, som er ofte observert med N2O på den høyere konsentrasjoner brukt60.
  12. Knytte ansiktsmaske puste krets til emnet bruker en modifisert søvnapné kontinuerlig positive airways Press (CPAP) sele og vurdere emnet komfort og fravær av noen lekkasje på 5 cm H2O positivt trykk.
  13. Tilbake emnet til MSR å være sittende i MEG for resten av studien.
  14. Ta en rekke forebyggende tiltak å sikre begrenset motivbevegelse under samtidige MEG og EEG opptakene, siden hodet og kroppen kan forårsake store gjenstander i elektromagnetisk innspillinger og forventes å oppstå av den dissosiativ bedøvende agenter på grunn av deres velkjent tilbøyelighet til å indusere psykomotorisk agitasjon.
    1. Plasser en spesialbygd cap laget av lav tetthet ufargede skum på hodet som sikrer hodet posisjonen inni MEG dewar hjelmen uansett hodet størrelse og form.
    2. Videre bruk klut sele pakket rundt lårene og gluteal muskler og sikkert til baksiden av MEG leder å minimere eventuelle sagging/slouching som oppstår i deltakerens vertikal stilling (se figur 1).
    3. Under innspillingen, spore hodet posisjonen kontinuerlig med HPI spoler, vise frakoblet etter ferdigstillelse av eksperimentet (se data analyse delen mer informasjon).
  15. Når deltakeren er trygt plassert, administrere 100% inspirert O2 og fortsette i opptil 30 minutter før deres slutten-tidevanns O2 konsentrasjonen er > 90% indikerer de er effektivt de-nitrogenated, en prosess som er nødvendig for å sikre nøyaktige målinger av slutt-tidevanns bedøvende konsentrasjoner.
    1. I løpet av de siste 5 minuttene av denitrogenation, utføre en siste 5 minutters øynene lukket hvile EEG/MEG aCPT opptak å sikre at alle effekter anti-brekkmiddel administrasjon og denitrogenation kan ha på hjerneaktivitet kan senere bestemmes og kontrolleres for.
    2. Sammenligne denne tredje planlagt opptak etter forrige grunnlinjen (resten øynene lukket uten anti-brekkmiddel og oppgave øynene lukket uten anti-brekkmiddel) til å fastslå effekten som antiemetic og aCPT har på spontan/hvile M/EEG. Grunnlinjene kalles opprinnelig plan 1, 2 og 3 i manuskriptet for resten øynene lukket uten anti-brekkmiddel, oppgave øynene lukket uten anti-brekkmiddel og oppgave øynene lukket med anti-brekkmiddel, henholdsvis.

Figure 1
Figur 1 : Bilder demonstrere EEG, EOG, EMG og EKG-elektrode oppsett og total definert i MSR. (A) viser 64-kanals MEG kompatibel lokket brukes til å registrere EEG, EOG registreres ved hjelp av de to elektrodene vises plasseres over og under det venstre øyet, EMG registreres ved hjelp av de to elektrodene plassert under kjeven og ECG registreres med to elektroder plassert på den håndleddet. (B) viser skreddersydd foam cap og sele brukes til å minimere motivbevegelse under opptak. (C) viser den endelige konfigurasjonen kreves for anestesi administrasjon som inkluderer posisjonering hodet i MEG og feste støvtette gass-maske. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

4. gass administrasjon protokollen

Merk: Gass administrasjon protokollen varierer litt avhengig av armen av studien.

  1. Administrere Xe på fire trinnvis økende nivåer og N2O på tre trinnvis økende nivåer. De første tre gass nivåene for hver gass tilsvarer equi-MAC-våken nivåer av 0,25 (nivå 1), 0,5 (nivå 2) og 0,75 (nivå 3) ganger MAC-våken konsentrasjonen. Disse konsentrasjonene er 8%, 16%, 24% og 16%, 32% 47% konsentrasjoner for Xe/O2 og N2O/O2.
    Merk: 4th nivået for Xe tilsvarer 1,3 ganger MAC-våken konsentrasjonen.
  2. Velg 4th gass nivået for Xe slik at 95% av deltakerne forventes å miste bevisstheten på dette nivået (alle fag studerte hittil har oppnådd fullstendig tap av respons under aCPT oppgaven). På grunn av veldokumentert tilbøyelighet av N2O å indusere kvalme og oppkast i høye konsentrasjoner, inneholde ikke et N2O nivå i en konsentrasjon som er tilstrekkelig til å indusere tap av bevissthet i 95% av deltakerne (~ 75%). Figur 2 oppsummerer gass administrasjon profilene.
  3. Følg samme eksperimentelle prosedyren for alle equi-MAC Xe og N2O nivåer med unntak av 42% Xe/O2, som krever en litt annen metode (se 4.4. nedenfor).
    1. Ved starten av hvert nivå, informere emnet og bedøvende sykepleier/klinisk observatør at gass administrasjonen vil starte og registrere EEG og MEG, signal å administrere anestesilegen begynne gass administrasjon og begynne å aCPT. Gass vask-i så oppstår i en periode på 10 minutter slik at målet slutten-tidevanns gass konsentrasjonen nås på slutten av denne perioden og vedlikeholdes i 5 minutter (antatt stabil fase).
    2. På slutten av denne 5 minutters stabil perioden, kan du utføre den vaske-out med administrasjonen av 100% O2 over en periode på 10 minutter der slutten-tidevanns gass konsentrasjon tilbake til 0.
    3. Gjenta for det neste trinnet gass.
      Merk: Tap av respons (LOR) for Xe forventes å oppnås i 95% av deltakerne i en konsentrasjon av 42% Xe/O261. Administrasjonen av dette skjer for de lavere nivåene til både bedøvende sykepleier/klinisk observatør og tap av knappen svar angir LOR.
  4. Når LOR er oppnådd, opprettholde Xe gass i 10 minutter eller til anestesilegen eller anestesi sykepleier/klinisk observatør anser det utrygt å fortsette som vask ut med 100% O2 går. Tilfeller der anestesilegen kan vurdere det utrygt å fortsette inkluderer hyppige å trykke på høyre knapp-boksen indikerer kvalme, glottal lyder, skilt av kvalme som overdreven salivation eller svelge og vaso-vagal reaksjoner.
    Merk: På dette høyeste sikkerhetsnivået, betydelig forsiktig og angi et klinisk lavterskeltilbud for avvikling Xe gass administrasjon. Forfatternes erfaring tilsier at dette nivået kan være forbundet med en reduksjon i svelging, oppbygging av spytt og utseendet på retching-lignende oppførsel, og hvis tillatt å fortsette mai foreshadow gulpe opp inn i masken. Naturligvis, konsekvensene av dette kan være livstruende aspirasjon. Det er også mulig at mindre intens svar kan forekomme på lavere gass nivåer og dermed utøve et høyt nivå av årvåkenhet av alle step-wise gass nivåer. I tillegg til disse potensielle airway problemer, være klar over muligheten for vasovagal synkope, spesielt i yngre mannlige deltakerne. Deres alder og midlertidige væske og mat restriksjoner er alle risikofaktorer62.

Figure 2
Figur 2 : Sammendrag av gass administrasjon profiler for Xe og N 2O. Tidslinjen og gass konsentrasjoner under løpet av narkotika administrasjon for N2O (øverst) og Xe (nederst). Tallene ovenfor hver tidslinjen angir tiden i minutter siden starten av den første gassen. Hvert nivå av topp equilibrated gass konsentrasjon er nådd gjennom 10 minutters equilibrating periode, etterfulgt av en 5-minutters stabil tilstand som opprettholdes peak equilibrated gass konsentrasjonen, og deretter en 10 minutters utvasking. Toppen equilibrated gass konsentrasjoner øke sekvensielt over tid. Merk at tidslinjen i forberedelse for eksperimentet samt perioden etter gass administrasjon ikke vises. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

5. strukturelle skanning

  1. Før Mr, plassere vitamin E kapsler på deltakerens hode skal brukes som markører for å markere digitalisert fiducial poengene for nasal toppen og venstre og høyre preauricular. Dette sikrer en bedre co-registrering av MEG/EEG sensorer og MRI hjerneskanning å forholde MEG/EEG kildekode imaging å MRI-baserte nevroanatomi.
  2. Få en enkelt strukturelle T1-vektet MRI-skanning, enten etter ferdigstillelse av en arm av studien hvis deltakeren føler godt, ellers spør dem tilbake på en enkelt dag på strukturelle hjerne-skanning.

6. deltaker oppfølging

Merk: Emnet er fri til å forlate når ledsaget av en venn eller slektning.

  1. På utslipp, ber du deltakeren om å fullføre en avkortet versjon av 5-dimensjonale Altered USA av bevissthet Vurderingsskala (5D-ASC); et spørreskjema designet til individuelle forskjeller ved å sammenligne normal og endrede bevissthet status ved hjelp av en visuell analog skala63,64.
  2. I tillegg spør for innsending av en kort fortelling av sin samlede erfaring eksperiment i tillegg til spesifikke detaljer om nivå avhengige kvalitative effekter.
  3. Har begge dokumentene fullføres og sendes til forskerne 24 timer etter hver innspilling.

7. dataanalyse

Merk: Denne delen beskriver grunnleggende dataanalyse på MEG/EEG sensoren nivå dekker trinnene involvert i generere eksempler på preprocessed MEG/EEG data, spectral topografi, bevegelser av hodet, reaksjonsevne scoring og auditiv vakte svar. I denne artikkelen fokuserer på illustrasjonen av typiske eksempler slik at leseren kan forstå de viktigste funksjonene av de innspilte dataene. Ingen intra personlige eller group-wise statistiske analyser utføres som prinsippet mål i denne analysen delen er å detalj viktig pre behandlingstrinn som bevitne kvaliteten og integriteten til dataene samles inn. Ingen detaljer er gitt for utallige analysene som kan utføres på denne data55,56 som de faller utenfor beskrivelse av metoden.

  1. Fullføre frakoblede dataanalyse på en stasjonær datamaskin ved hjelp av riktig programvare for analyse og bruke relevante verktøykasser for både EEG og MEG databehandling. I forfatternes rørledningen, bruker du versjon 20160801 av Fieldtrip verktøykassen65 .
  2. Beregne head bevegelse under hver MEG innspillingen ved først å få kontinuerlig hodet stillingene som en sekvens av quaternion koordinerer ved å analysere 5 HPI coil signalene lagres som en del av avhengig av nivå og planlagt MEG innspillinger. Konvertere hodet posisjoner fra quaternion til kartesiske koordinerer.
  3. Montere 6 og 7 innspillinger for N2O og Xe studere armene (opprinnelig plan 1, 2 og 3, gass nivåer 1 til 3 eller 1 til 4 henholdsvis). Tid Skift rå EEG i forhold til MEG data for å synkronisere de to signaltypene basert på en felles utløse kanal. Denne typen synkronisering oppstår fra valg av EEG innspillingssystem.
    Merk: Mange MEG systemer inneholder en innebygd i EEG system som gir svært nøyaktig elektronisk nivå synkronisering av MEG & EEG, men ofte har lav oppløsning DAC kvantisering på 16 bit. Derfor bruker et eksternt EEG system (se 2.3) har høyere 24-biters EEG amplituden oppløsning aktivere en høyere toleranse for elektrode offset potensialene, måling av lavfrekvensinformasjon og en flat frekvensrespons over alle kanaler.
  4. Alle opptak gassen og aCPT ytelse, kan du omdefinere tidspunkt null til begynnelsen av aCPT aktivitet/gassen.
  5. Visuelt inspisere MEG rådata og ekskludere noen dårlig kanaler fra videre analyse. Deretter Filtrer dataene med timelige signal-space separasjon algoritmen76 i MEG-systemprogramvaren. Algoritmen undertrykker magnetiske støykilder utenfor sensor array og dermed resulterer i en reduksjon av eksterne eller rigide kroppen bevegelse gjenstander. Importere datasettet utgang til data analyseprogramvare som skal brukes med magnetometers (102 kanaler) valgt for videre behandling.
  6. Båndpass filtrere MEG på 2 til 50 Hz og bruke linje støy filtre på 50, tillater 100 og 150 Hz. Visual gjenstand oppdagelsen og en automatisk gjenstand oppdagelsen prosedyre gjennomføres i Fieldtrip programvaren fjerning av noen artifactual elementer. Inspisere visuelt alle segmentene som inneholder øyet blinker, hjerte slår eller muskel gjenstander og Utelat fra dataene, samt alle segmenter korrelert med betydelige endringer i hodebevegelser større enn 5 mm (se nedenfor).
    Merk: Bevegelser på mer enn 5 mm med hensyn til begynnelsen av hver 5 minutters opprinnelige eller gass equilibrated perioden brukes til å avvise kontinuerlig ervervet MEG data siden MEG kildekode imaging har vanligvis en romlig oppløsning av 5 mm (f.eks for MEG/EEG beamformers55). Det er imidlertid mulig å utføre bevegelsen kompensasjon av MEG data66 i stedet for å avvise datasegmenter korrelert med betydelig hodet bevegelse, men slike metoder er utenfor omfanget av dette dokumentet.
  7. Som med MEG data, visuelt inspisere 64-kanals rå EEG og ekskludere noen dårlig kanaler fra ytterligere dataanalyse. Båndpass filtrere dataene ved å bruke de samme frekvensområdene for MEG. Nytt referere EEG til en felles gjennomsnitt som er standard for kilde imaging tilnærminger. Til slutt Fjern alle segmentene som inneholder gjenstander samtidige med de av den tilsvarende MEG.
  8. For å visualisere spektrale egenskapene til datatypen MEG/EØF, beregne ensidig amplituden spectra langs anterior-posterior midtlinjen EEG kanalene FPz, Cz og Oz og midtlinjen frontal, sentrale og occipital MEG magnetometer kanaler ( Figur 3 ).
    1. Beregne sensor-nivå Topografisk kart over Alfa band (8-13 Hz) makt for MEG/EEG, gitt det sterke alpha bandet endringer er observert tidligere for N2O og GABAergic bedøvelse25,31,67 .
    2. EEG data, bruk FPz kanalen som referanse for å beregne topografiske alpha bandet makt for å bedre markere alpha makt endringer.

Figure 3
Figur 3 : EEG (A) og MEG (B) sensor oppsett sett fra toppen av hodet og flat i et fly. Merk MEG trilling strukturen der sensorer i ### 1 er magnetometers og sensorer i ### 2 eller ### 3 er gradiometers. Røde bokser angir kanalene langs anterior-posterior midtlinjen brukes til å visualisere spektrale egenskapene for EEG og MEG, FPz (frontal), Cz (sentral) og Oz (tilpassing) og frontal, sentrale og occipital magnetometer kanalene henholdsvis. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. Få auditory vakte svar for filtrerte gjenstand-fri MEG og EEG data for hver innspilling som involverer aCPT oppgaven. Epoken signalene fra-1000 ms til +2000 ms i forhold til tonen utløse tid og gjennomsnittlig alle tilgjengelig gjenstanden gratis epoker. Ta ventetiden mellom stimulans utløser generasjon og levering av lyd til øret hensyn, i dette tilfellet 190.5 ms.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Denne delen bruker data fra et emne for å vise de typiske egenskapene til samtidig opptak og potensialet av slik informasjon å bidra en bedre forståelse av bedøvelse indusert forandret bevissthetstilstander. To simplify the exposition, results are shown for i) recordings of the post-anti-emetic administration baseline (baseline 3), ii) 0.75 equi-MAC-awake peak gas concentrations (level 3) of N2O (47%) and Xe (24%), and iii) Xe peak gas concentration of 42% ( nivå 4). Nivå 3 og 4 ble valgt som de er de høyeste stabil nivåene vurdert for N2O og Xe, henholdsvis. Videre nivå 4 Xe innebærer et klart tap av respons, en stat ikke vanligvis oppnåelig for N2O.

For å tydelig illustrere omfanget av hodebevegelser vises de absolutte posisjonene alle 5 HPI spoler som en funksjon av tid under flere innspillinger. Figur 4 tydelig viser at trinnene følges for å sikre aksjeselskapet bevegelse under skanner er tilknyttet akseptable nivåer av hodet og kroppen bevegelse til tross for farmakologisk intervensjon. Et godt eksempel på omfattende hodebevegelser ses i Figur 4(ii) mellom 20-25 minutter (under bleke perioden) når store hodebevegelser ble registrert. Slike perioder visuelt oppdages og fjernes fra dataene. Protokollen sikrer at stabil slutten-tidevanns gasskonsentrasjoner på alle nivåer kan enkelt og lett oppnås (se Figur 4), med emnet respons robust vurdert ved hjelp aCPT oppgaven. Tallene 4(ii) og 4(iv) tydelig viser slike vurdert reduksjoner i respons fra 5 minutters steady state faser for både xenon og lystgass. Figur 4 (v) angir tap av respons (0% nøyaktighet) i steady state perioden under 42% Xe administrasjon, som forventet.

Figure 4
Figur 4 : Eksempler på hodebevegelser, gass konsentrasjon og aCPT nøyaktighet tidsserier fra én deltaker for (i) Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) før N 2 O administrasjon, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) Opprinnelig plan 3 før Xe administrasjon, (iv) 24% Xe (nivå 3), og (v) 42% Xe (nivå 4). Hver sub figur viser absolutt bevegelse (øverst) av 5 hodet spoler (forklaring nedenfor (ii) angir spoler) og gass konsentrasjon (nederst, rød) og aCPT nøyaktighet (nederst, blå) som en funksjon av tid i minutter. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Eksempler på den filtrerte gjenstand uten MEG og EEG data langs anterior-posterior midt på samme emnet som i figur 4 vises for tiden justert 10 andre segmenter for N2O og Xe i figur 5. Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) for både Xe og N2O viser sterk alpha svingninger i occipital kanaler (Oz for EEG) og en occipital magnetometer kanal for MEG. Som bedøvende nivå for nivå 3 N2O (47% topp gass) reduseres totale signalet power, med reduksjoner i alpha bandet makt spesielt tydelig. I kontrast er alpha aktivitet, svar på Xe administrasjon ikke betydelig redusert til nivå 4 (42% topp gass). I motsetning til N2O økende Xe konsentrasjoner er tydelig forbundet med en økning i amplituden til delta (0 - 4 Hz) theta (4-8 Hz) bandet aktivitet, blir spesielt klart i det sentrale området under 42% administrasjonen (nivå 4) i MEG.

Figure 5
Figur 5 : Eksempel av en gang justert 10 andre filtrert gjenstand uten MEG (A) og (B) EEG data på samme emnet i Figur 4 for tilfeller av (i) Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) før N2 O administrasjon, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) før Xe administrasjon, (iv) 24% Xe (nivå 3), (v) 42% Xe (nivå 4). 24% Xe og 47% N2O, angitt tid periode var et fragment av 5 minutters steady state mens 42% Xe, epoken merket var i løpet av tap av respons, som indikert av emnet aCPT svar. Frontal (blå), sentral (rød) og tilpassing (grønn) tilsvarer de respektive MEG magnetometer og EEG kanaler. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Endringene i signal strøm i figur 5 er nærmere beskrevet i ensidig amplituden spektra av de samme signalene i figur 6. Mens det dukker opp et utvalg av observerte endringer i kraft når overgangen fra grunnlinjen til gass, synes de viktigste endringene å være gradvis demping av sterk planlagte alpha band (8-13 Hz) makt, observert i occipital elektrodene, med økende konsentrasjoner. Dette kompletteres med økende lavfrekvente delta og theta bandet aktivitet.

Figure 6
Figur 6 : Amplituden spectra for samme (A) MEG og (B) EEG data vist i figur 5 for tilfeller av (i) Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) før N2 O administrasjon, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) før Xe administrasjon, (iv) 24% Xe (nivå 3), (v) 42% Xe (nivå 4). Frontal (blå), sentral (rød) og tilpassing (grønn) kanaler tilsvarer respektive MEG magnetometer og EEG kanaler. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 7 illustrerer et eksempel på topografiske endringene i alpha bandet makt knyttet til økning i Xe og N2O gass konsentrasjon. Merk klart demping av bakre alpha makt med en økning i Xe og N2O, samsvarer med endringer observert tidligere for N2O og GABAergic bedøvelse25,31,67.

Figure 7
Figur 7 : Topografiske alpha (8-13 Hz) bandet kraften i (A) MEG (bare magnetometers) og (B) EEG på samme emnet som tallene 5 og 6 for tilfeller av (i) Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) før N2 O administrasjon, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) før Xe administrasjon, (iv) 24% Xe (nivå 3), (v) 42% Xe (nivå 4). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Til slutt, Figur 8 illustrerer eksempel sensor-nivå MEG og EEG auditiv vakte svar innhentet i protokollen og aCPT oppgave for samme emne som tallene 5-7. Det kan bemerkes at økninger i i Xe og N2O gass konsentrasjon føre til en svekkelse av første svar toppen og også til forsinkelse, demping eller forsvinningen av senere svar topper, spesielt i tap av respons for Xe nivå 4 (42%).

Figure 8
Figur 8 : Sensor-nivå auditiv utløste svar for MEG (A) og (B) EEG på samme emnet som tallene 5-7 for tilfeller av (i) Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) før N2 O administrasjon, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) Opprinnelig plan 3 (etter antiemetic) før Xe administrasjon, (iv) 24% Xe (nivå 3), (v) 42% Xe (nivå 4). Farget sommerfugl tomter tilsvarer channel-wise tid ensemble svar. For hver sommerfugl tomten tilsvarer topografiske kart av topp svar. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Dette papiret har skissert en omfattende protokoll for samtidig opptak av MEG og EEG under anestesi gassen med N2O og Xe. Slike en protokoll vil være verdifulle for å studere elektromagnetisk nevrale korrelerer bedøvelse-indusert reduksjon i bevisstheten. Protokollen forventes også å generalisere å levere andre bedøvende gasser som desflurane eller isoflurane. Dette vil lette større forståelse av felles, bestemt og tydelig makroskopisk mekanismer underlie bedøvelse-indusert reduksjon i bevisstheten for en rekke bedøvelse har ganske forskjellige molekylær moduser og målene for handlingen. Forstå hvordan bedøvelse funksjonen er uten tvil en av de store utestående problemene av nevrovitenskap og er kanskje nøkkelen til å forstå grunnlag nevrokjemiske atferd.

Eksempel resultatene presentert er helt i samsvar med tidligere studier som undersøker bedøvende indusert EEG makt spectral endringer, dermed attesterer til gjengivelsen av protokollen som vi har utviklet og skissert. Ved N2O administrasjon, resultatene oppsummeres ovenfor er i tråd med nedgang i delta, theta og alpha bandet makt i EEG som har observert høy inspirert mengder N2O (> 40%)25,28, 31. Tilsvarende under Xe anestesi er våre resultater i samsvar med noen publiserte rapporter om virkningene av Xe med høy tetthet EEG. For eksempel Johnson et al. 29 vist en bremse på EEG med økt total makt i delta og theta bandene spesielt i frontal regioner, resultater som samsvarer med typiske resultatene vi har presentert her. Ytterligere Johnson et al. identifisert som Xe innånding var assosiert med økninger i begge frontal og posterior midtlinjen delta, med disse langsom bølge aktivitet endringene blir topografisk ikke-homogen i naturen, en observasjon som gjenspeiler den variasjon i frekvens bandet topografi langs anterior-posterior aksen demonstrert i denne undersøkelsen resultater. Referanse til endringer i høyere frekvens aktivitet (alpha bandet og over), bildet blir mye mindre klart. Hartmann et al. 34 beskrevet en nedgang i globale alpha aktivitet, noe som ligner forfatternes resultater, og en global økning i beta band (13-30 Hz) makt, mens Laitio et al. 33 viste en økning i frontal alpha og en nedgang i bakre alpha aktivitet. i beta og gamma frekvens varierer Johnson et al. 29 rapporterte utbredt økninger i gamma band (35-45 Hz) makt mens Goto et al. 32 viste en nedgang. I sammendraget er denne metoden også kunne lokke fram endringer i elektromagnetisk hjerneaktiviteten som er rapportert for N2O og Xe bruker mye enklere opptak konfigurasjoner.

Vi har vist klare eksempler på effekten at gass anesthetic agentene Xe og N2O indusere i, amplitude spectra, alfa bandet makt topografi og auditiv vakte svar av filtrerte gjenstanden-fri MEG/EEG data. Mer forseggjort dataanalyse metoder kan forventes å tilby viktig innsikt virkningsmekanismer anestesi og de tilsvarende globale og lokale endringene i nettverkstilkobling som forandret bevissthetstilstander. Flytte utover data sensor nivå og ser på kilden aktivitet vil gi en representasjon av endringene i spontan aktivitet som kan være bedre relatert til nevroanatomi (for en gjennomgang se 55). Bruke ulike funksjonelle tilkobling tiltak (for en gjennomgang se 56) på kildenivå dataene vil bli forventet å bidra til videre forstå rollen som forstyrrelser i funksjonelle tilkobling har i bedøvelse-indusert reduksjon i bevissthet1.

Hittil pharmaco-MEG er under-utnyttes for karakterisering av bedøvende handling, med unntak av en hånd full av studier på diagnostiske sedasjon eller forbedring av epileptogenic aktivitet i epilepsi pasienter. Kjente eksempler på slike MEG studier er Hall et al. 68 , 69 der en enkelt oral dose av diazepam ble administrert, Cornwell et al. 70 hvor sub bedøvende ketamin ble tilført, Saxena et al.71 som så på propofol sedasjon og Quaedflieg et al. 72undersøkelser av effekten av remifentanil på feil negativitet. Flere nylig, Muthukumaraswamy og kolleger73 ansatt MEG i en fungerende tilkobling undersøkelse av beroligende doser av ketamin avsløre viktige oscillasjon endringer, spesielt i alfa, theta og gamma makt, samt betydelige endringer i NMDA-mediert frontal til parietal tilkobling. Våre resultater viser tydelig potensialet og nytten av samtidig registrert MEG og høy tetthet EEG i å utforske mekanismer for anestesi. Forfatternes kunnskap er ingen tidligere samtidige MEG/EEG studie utført hos mennesker med flyktig eller gass anesthetic agenter og dermed metoden skissert her vil forhåpentligvis stimulere ytterligere innsats i denne retningen.

Det er flere begrensninger knyttet til våre protokoll som bør nevnes. Først den eksperimentelle prosedyren ble utformet med gass anesthetic administrasjonen i tankene og viktig, og ennå untrialled, endringer må vurderes når bruker andre typer bedøvelse som flyktige agentene best eksemplifisert ved desflurane. Ved flyktige innånding bedøvelse anbefaler vi bruk av en recurrens maske airway å sikre airway patency, men invasiv art på prosedyren bør bemerkes. For det andre, valgte vi en veldig enkel auditiv kontinuerlig ytelse oppgave å overvåke respons. En enkel auditiv kontinuerlig ytelse paradigme ble valgt siden hendelse relatert endringer ikke var hovedfokus på denne undersøkelsen. For å undersøke mer detaljert sammenhenger mellom hjerneaktivitet og kognisjon under anestesi mer komplekse og fremtredende auditiv77, visuell71 og taktile78 stimuli må benyttes. Head bevegelse under anestesi er også en mulig imaging forvirre som vi har adressert gjennom bruk av en spesialbygd skum cap som holder hodet trygge i den MEG dewar, sele som holder deltakeren sikker i MEG stolen og streng data gjenstand hårfjerning prosedyrer. Endelig mangler en eksplisitt menneskelige faktorer analyse79 som kunne kvantifisere omfanget som andre etterforskere kunne lett følge denne protokollen fra dette papiret. Vi gir flere notater på begrensningene og andre faktorer forbundet med å utføre innånding anestesi med xenon og N2O mens EEG/MEG, kunne utvikling av spesifikke beregninger ytelse har vært benyttet for å Angi relativ distribusjonen av ressurser og tid til bestemte deler av protokollen.

Funnene skissert her tydelig vise at det er mulig å samtidig spille MEG og EEG i restriktiv innstilling av MEG Magnetisk skjermet miljø samtidig sikre god kvalitet på dataene som er forbundet med minimal head bevegelse og adventivskudd gjenstand. Slike metoder er sannsynlig å ha klinisk som de kan brukes til å forstå noen mulig universell mekanismer for anestesi, som igjen kan føre til forbedringer i klinisk overvåking av anestesi ved å hindre hendelser perioperative bevissthet og forbedre postoperativ resultater74,75. Videre oppsettet er ikke nødvendigvis begrenset til anestesi undersøkelser, men kan endres tilsvarende for å imøtekomme ulike farmakologiske intervensjoner, gass eller på annen måte.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Forfatterne vil takke Mahla Cameron Bradley, Rachel Anne Batty og Johanna Stephens for verdifulle kundestøtte for MEG datainnsamling. Takk er i tillegg utvidet til Dr. Steven Mcguigan for støtte som en andre Anestesilege. Paige Pappas gitt uvurderlig bedøvende sykepleier forglemmelse. Markus Stone bød allernådigst sin tid og ekspertise innen og filming protokollen. Dr. Suresh Muthukumaraswamy ga spesifikke råd om dataanalyse og tolkning av resultatene. Endelig Jarrod Gott bidratt mange en stimulerende diskusjon, hjalp i gjennomføringen av en rekke piloten eksperimenter og sentralt i utformingen av skum hode seler.

Denne forskningen ble støttet av James S. McDonnell samarbeidende stipend #220020419 "Rekonstruere bevissthet" tildelt George Mashour, Michael Avidan, Max Kelz og 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

Nevrovitenskap problemet 131 Magnetoencephalography Elektroencefalogram anestesi Xenon lystgass
Innspilling hjernen elektromagnetisk aktivitet av gass Anesthetic agenter Xenon og salpeterholdig oksid i friske frivillige
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