Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Inspelning elektromagnetisk hjärnaktivitet under administreringen av den gasformiga bedövningsmedel Xenon och Nitrous Oxide hos friska frivilliga

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

Samtidiga Magnetencefalografi och elektroencefalografi ger ett användbart verktyg för att söka efter gemensamma och skilda makronivå mekanismer av minskningar i medvetandet som induceras av olika bedövningsmedel. Detta papper visar de empiriska metoder som ligger bakom inspelningen av sådana uppgifter från sunda människor under N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA)-receptor-antagonist-based anestesi under inandning av lustgas och xenon.

Abstract

Anestesi otvivelaktigt ger ett endast systematiska sätt att studera de neurala korrelat till globala medvetandet/medvetslöshet. Men hittills har de flesta neuroradiologiska eller neurofysiologiska undersökningar på människa har varit begränsad till studier av γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA)-receptor-agonist-based bedövningsmedel, medan effekterna av dissociativa N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA)- receptor-antagonist-baserade anestetika ketamin, lustgas (N2O) och xenon (Xe) är till stor del okända. Detta dokument beskriver de metoder som underliggande samtidig inspelning av Magnetencefalografi (MEG) och elektroencefalografi (EEG) från friska män under inandning av gasformiga bedövningsmedel N2O och Xe. Att kombinera MEG och EEG data möjliggör bedömning av elektromagnetiska hjärnaktivitet vid anestesi vid höga temporala och måttlig rumslig, upplösning. Här beskriver vi ett detaljerat protokoll, raffinerad över flera inspelningarna, som innehåller ämnet rekrytering, anestesi utrustning setup i MEG scanner rummet, datainsamling och analys av grundläggande data. I detta protokoll utsätts varje deltagare för olika nivåer av Xe och N2O i upprepade mätningar cross-over design. Efter relevanta baslinjen inspelningar deltagarna utsätts till överläggsgrafer ökande inspirerade koncentrationer av Xe och N2O 8, 16, 24 och 42%, och 16, 32 och 47% respektive under vilken deras nivå av lyhördhet spåras med en auditiv kontinuerlig prestanda uppgift (aCPT). Resultaten presenteras för ett antal inspelningar för att markera egenskaperna sensor-nivå av rådata, spektrala topografin, minimering av huvudrörelser och otvetydiga nivå beror effekterna på auditory evoked svaren. Detta paradigm beskriver en generell strategi för inspelningen av elektromagnetiska signaler som associeras med åtgärden av olika typer av gasformiga anestetika, som lätt kan anpassas för att användas med flyktiga och intravenöst bedövningsmedel. Det förväntas att den metod som anges kan bidra till förståelsen av anestesi makronivå mekanismer genom aktivering av metodiska tillägg source space imaging och funktionella nätverksanalys.

Introduction

Det finns bra samförstånd mellan preklinisk och klinisk neurovetenskaplig bevis som tyder på att fenomen av mänskliga medvetandet är beroende av integriteten i explicit neurala kretsar. Observationen att sådana kretsar systematiskt påverkas av nedstigningen in i medvetslöshet har styrkt behovet av neuroimaging-tekniker för att utnyttjas under anestesi och aktivera 'navigera' Sök efter de neurala korrelat till medvetande. Möjligen med undantag av sömn, anestesi representerar den enda metoden med vilken man kan, i en kontrollerad, reversibel och reproducerbara mode, stör, och således dissekera, de mekanismer som sub betjäna medvetande, särskilt vid makroskopisk skala globala hjärnan dynamics. Kliniskt, narkos kan definieras som ett tillstånd av hypnos/medvetslöshet, orörlighet och analgesi och förblir en av de mest rikligt används och säkraste medicinska interventioner. Trots den tydlighet och effektivitet i slutresultatet fortfarande finns det stor osäkerhet kring verkningsmekanismer av olika typer av agenter ger upphov till narkos inducerad medvetslöshet1.

Bedövningsmedel kan delas in i intravenös agenter särskilt propofol och barbiturater eller volatile/gasformiga ämnen såsom sevofluran, isofluran, lustgas (N2O) och xenon (Xe). Farmakologi av anestesi har varit väl etablerade med flera cellulära mål identifieras som länkade till narkos handling. De flesta agenter studerade datum lagen främst via agonism av γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA) receptor medierad aktivitet. I kontrast, den dissociativa agenter ketamin, tros Xe och N2O utöva sina effekter genom att främst rikta N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA) glutamatergic receptorer2,3. Andra viktiga farmakologiska mål inkluderar kaliumkanaler, acetylkolinreceptorer och kvarleva glutamatreceptorer, AMPA och kainate, men omfattningen av deras bidrag till narkos åtgärd förblir svårfångade (för en omfattande översyn, se ( 4).

Omfattningen av variabilitet i verkningsmekanismen och de observerade fysiologiska och neurala effekterna av olika typer av agenter återger härledningen av allmänna slutsatser om deras inflytande på medveten bearbetning svårt. Medvetslöshet (LOC) induceras av GABAergic agenter kännetecknas vanligtvis av en global förändring i hjärnans aktivitet. Detta är tydligt i uppkomsten av hög amplitud, lågfrekventa delta (δ, 0.5-4 Hz) vågor och minskningen i hög frekvens, gamma (γ, 35-45Hz) aktivitet i elektroencefalogram (EEG), liknar slow wave sleep5,6 samt de omfattande minskningarna av cerebrala blod flöde och glukos metabolism5,6,7,8,9,10,11,12 . Boveroux et al. 13 till sådana observationer genom att påvisa en signifikant minskning i vilande tillstånd funktionella anslutning under propofol anestesi med funktionell magnetkamera (fMRI). Däremot dissociativa anestetika ger en mindre tydliga profil av effekter på hjärnans aktivitet. I vissa fall är de associerade med ökningar i cerebrala blod flöde och glukos metabolism14,15,16,17,18,19, 20,21 medan studier av Rex och kollegor22 och Laitio och kollegor23,24 tittar på effekterna av Xe som bevis för både ökat och minskat hjärnan verksamhet. En liknande oegentlighet kan ses i effekterna på EEG signaler25,26,27,28. Johnson et al. 29 visade en ökning av total makt låg frekvens band delta och theta såväl som i högre frekvens band gamma i en hög densitet EEG studie av Xe anestesi medan motsatta observationer gjordes för N2O i deltat, theta och alpha frekvens band30,31 och för Xe i de högre frekvenserna32. Sådan variation i effekterna av Xe på aktiviteten elektriska hårbotten kan observeras i alfa och beta frekvensområden med både ökar också33 och minskningar34 rapporteras.

Trots de skillnader som nämns ovan, börjar bilden bli mer konsekvent över ombud när man försöker titta på förändringar i funktionella anslutningen mellan områden i hjärnan. Sådana åtgärder har dock huvudsakligen begränsad till modaliteter som nödvändigtvis gör medgivanden avseende antingen rumsliga eller temporal upplösning. Medan studier med hjälp av EEGEN verkar avslöjar tydligt och till viss del konsekvent, förändringar i den topologiska strukturen av funktionella nätverk under narkos/sedering med propofol35, sevofluran36 och N2O37, den brett placerade nivå EEG sensordata har otillräcklig rumslig upplösning meaningfully definiera och avgränsa hörnen i de motsvarande funktionella nätverk. Omvänt, studier utnyttjar den överlägsna rumsliga upplösningen av fMRI och positronemissionstomografi (PET), hitta liknande topologiska förändringar i storskaliga funktionella anslutningsmöjligheter med EEG13,38,39 ,40,41, men besitter tillräcklig temporal upplösning att karakterisera fas-amplitud koppling i alfa (8-13 Hz) EEG bandet och andra dynamiska fenomen som växer fram som viktiga signaturer av bedövningsmedel åtgärd12,42. Dessutom utvärderar dessa åtgärder inte direkt elektromagnetisk neural aktivitet43.

Därför, för att för meaningfully förståelsen av makroskopiska processer i samband med åtgärden av anestetika, begränsningar i de tidigare nämnda utredningarna behöver åtgärdas; begränsad täckning av bedövningsmedel och otillräcklig plats och tid upplösningen av de icke-invasiva mätningarna. På grundval av detta författarna beskriver en metod för att samtidigt spela in magnetoencephalogram (MEG) och EEG aktivitet hos friska frivilliga som har utvecklats för administrationen av de gasformiga disassociativt bedövningsmedel, Xe och N2O.

MEG utnyttjas som det är bara icke-invasiva neurofysiologiska teknik än EEGEN som har en temporal upplösning i millisekunden spänna. EEG har problemet med oskärpa av elektriska fält av skallen, som fungerar som ett lågpassfilter på cortically genererade aktivitet, medan MEG är mycket mindre känsliga för denna fråga och frågan om volym överledning44. Det kan hävdas att MEG har högre spatial och källa lokalisering noggrannhet än EEG 45,46. EEG tillåter inte sant referens-gratis inspelning37,47, men MEG gör. MEG system också normalt registrera kortikal aktivitet i ett mycket bredare frekvensomfång än EEG, inklusive höga gamma48(typiskt 70-90 Hz), vilket har föreslagits att delta i hypnotiska effekterna av bedövningsmedel inklusive Xe29 och N 2 O28. MEG erbjuder neurofysiologisk verksamhet som komplimanger som förmedlas av EEG, som EEG verksamhet avser extracellulära elektriska strömmar medan MEG speglar främst de magnetiska fält genereras av intracellulära strömmar46, 49. vidare MEG är särskilt känslig för elektrofysiologiska aktivitet tangentiell till cortex, medan EEG mestadels registrerar extracellulära aktivitet radiella till cortex49. Därmed kombinera MEG och EEG data har Super additiv fördelar50.

De gasformiga dissociativa agenter Xe och N2O har valts för följande princip: de är luktfri (Xe) eller i huvudsak luktfri (N2O) och kan därmed enkelt utnyttjas i närvaro av villkor för kontroll när anställd vid subkliniska koncentrationer. Dessutom, är de väl lämpade för fjärradministration och övervakning i laboratoriemiljö på grund av sin svaga cardio-respiratory depressiva effekter61. Xenon och till en lesser grad N2O, behålla en relativt låg minst-alveolar - koncentration-(MAC)-vaken vid vilken 50% av patienterna svarar på ett verbalt kommando med värden på 32,6 ± 6,1%51 och 63,3 + - 7,1%52 respektive. Trots Xe och N2O både att vara NMDA-receptorantagonister, de modulera EEGEN annorlunda - Xe verkar bete sig mer som en typisk GABAergic agent när övervakas med hjälp av Bispectral Index33,53,54 (en av flera metoder används för att övervaka electroencephalographically djup anestesi). Däremot ger N2O en mycket mindre uppenbart elektroencefalografiska effekt i att det är dåligt, om alls, övervakas med hjälp av den Bispectral Index26. Eftersom Xe har olika rapporterade elektroencefalografiska egenskaper till andra dissociativa agenter, men besitter liknande egenskaper som mer allmänt studerade GABAergic agenter, har dess Elektrofysiologisk studie potential att avslöja viktiga funktioner som avser de neurala korrelat till medvetande och motsvarande funktionella nätverk förändringar. Agenter som agerar på NMDA-receptorn är benägna att avslöja mer om hjärnans nätverk som subserve normala och förändrat medvetande, med tanke på den kritiska roll som NMDA receptor medierad aktivitet spelar i lärande och minne och dess inblandad roll i en rad psykiatriska sjukdomar som schizofreni och depression80.

Denna uppsats fokuserar främst på den krävande och komplexa data insamling förfarande med leverans av gasformiga bedövningsmedel i icke-sjukhusmiljö medan samtidigt inspelning MEG och EEG. Grundläggande dataanalys på sensorn nivå beskrivs och exempeldata tillhandahålls som illustrerar att HiFi-inspelningar kan erhållas med minimal huvudrörelser. De många potentiella metoderna för efterföljande källa imaging och/eller funktionella anslutningsmöjligheter analys som skulle utföras normalt använda denna typ av data beskrivs inte, eftersom dessa metoder är väl beskriven i litteraturen och visar olika alternativ för analys55,56.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

En studie med titeln ”effekter av inhalerade Xe och N2O på hjärnans aktivitet registreras med EEG och MEG” godkändes (godkännandenummer: 260/12) av Alfred Hospital och Swinburne University of Technology etikkommittén och uppfyllde kraven i nationella Uttalande om etiskt uppförande i mänsklig forskning (2007).

1. deltagare urval och förstudie krav

  1. Genomföra en intervju för att välja friska, högerhänt, vuxna män mellan 20 och 40 år gamla.
    1. Bekräfta en god allmän hälsa status genom att erhålla deltagarens Body Mass Index (BMI) och avsaknad av kontraindikationer för MRI eller MEG (såsom implanterade metalliska främmande kroppar), samt att samla in en detaljerad anamnes inklusive eventuella tidigare operationer, allt några ogynnsamma reaktioner till narkos som skulle leda till uteslutning från studien.
    2. Specifikt utesluta någon senaste intag av psykoaktiva eller andra föreskrivna medicin samt att säkerställa frånvaro av någon droganvändning och avsaknaden av någon neurologisk sjukdom, epilepsi, hjärtproblem, sömnapné, rörelse sjukdom och klaustrofobi. Som det är därefter viktigt att få utesluta en god förslutning med ett bedövningsmedel ansiktsmask deltagare som har stort skägg, såvida de inte är villiga att raka.
      Obs: Utesluta kvinnor på grund av dokumenterade effekter av menstruation57 eller ålder ytterligheter på vilande MEG/EEG signalen samt ökad benägenheten att illamående och kräkningar58.
  2. Följ dag vistelse narkos proceduren som designerat i Australien och nya Zeeland College av narkosläkare (ANZCA) riktlinjer (dokument PS15).
    1. Enligt dessa riktlinjer, be försökspersonerna att fasta i minst 6 timmar och förbrukar inga vätskor för minst 2 timmar före starten av experimentet. Bekräfta att genom att ha den anestesiolog att kontakta deltagaren dagen innan den provning tar plats.
    2. Efter slutförandet av experimentet, har ämnen genomgå standard post anestesi vård övervakning genom att instruera dem att sköta alla tunga maskiner eller fatta viktiga beslut inom 24 timmar efter experimentet (på grund av risken för kvarstående låg nivå kognitiv nedsättning från Xe och N2O).

2. lokaler och utrustning

Obs: Anläggningarna är enligt ANZCA krav för leverans av anestesi utanför en kirurgisk operativ svit (http://www.anzca.edu.au/resources/professional-documents. Dokument PS55). Specifikt uppfyller rum tekniska föreskrifter för elektriska säkerhet och gas medicinsk administration.

  1. Köra experimentet vid Swinburne avancerad teknik centrumets Brain Imaging laboratory, nämligen MEG rummet som innehåller ett magnetiskt skärmat rum (MSR) som inrymmer MEG skannern. Den skärmat rum sitter på ett flytande golv isolerade från miljörörelser såsom passerande tåg.
  2. Leverera anestesi gaser med hjälp av en anestesi maskin, utanför MSR, kan leverans och övervakning gasformiga xenon. Denna anestesi maskin är speciellt utformad att administrera slutna lågt flöde Xe gas och mäta end-tidal Xe koncentrationer med katharometry (värmeledningsförmåga; ± 1% noggrannhet), förutom att tillhandahålla standard-of-care patientövervakning. Detta inkluderar end-tidal O2, CO2, N2O mätning (om tillämpligt), puls oximetri, 3-avlednings EKG och icke-invasivt blodtryck mätning (NIBP) enligt ANZCA riktlinje dokument PS18. Mäta end-tidal N2O koncentrationer använder infraröd spektroskopi genomförs i narkos maskinen.
    1. Pipe gaserna till deltagare med utökade 22 mm diameter andas slangar passerar genom MSR störtar.
  3. Tillhandahålla standard-of-care patientövervakning enligt ANZCA riktlinje dokument PS18. Detta inkluderar end-tidal O2, CO2, N2O mätning (om tillämpligt), puls oximetri, 3-avlednings EKG och icke-invasivt blodtryck mätning (NIBP).
    1. Övervaka blodtryck enligt ANZCA riktlinje dokument PS18 använder en icke-invasiva blodtrycksmätare utanför MSR och ansluten med en lång inflationen tunnelbanan till en manschett placerad på överarmen.
    2. Hela experimentet, registrera och dokumentera alla fysiologiska parametrar med 1 min mellanrum förutom en automatisk inspelning av alla parametrar varje 30 s.
  4. Kontrollera att gaserna är ledas till deltagare med utökade 22 mm diameter andas slangar passerar genom MSR conduits. Ett sugsystem ligger utanför MSR och en lång leverans tube, ansluten till en Yankauer sug wand leds genom en kanal placeras nära både patienten och kliniska observatören.
    1. Dessutom säkerställa emes bassänger som ligger i närheten inom MSR att aktivera deras snabb positionering av observatören vid förekomst av kräkning. Den kliniska observatören inom MSR kommer att behöva vara vaksamma för någon luftvägsobstruktion, svarar inledningsvis med en haka lyft eller jaw thrust och omedelbart avbryta protokollet om förestående emes signaleras med överdriven svälja eller kväljningar eller luftvägarna obstruktion kan inte lösas genom hakan liv eller käken som dragkraft.
  5. Posten EEG använder en MEG kompatibel 64-kanals Ag/Granulatfyllda elektrod cap bifogas ett batteri powered förstärkare inom MSR. Förstärkaren är ansluten via en fiberoptisk kabel och en lämplig media converter till en laptop som kör en kompatibel förvärv programvara.
  6. Registrera hjärnans magnetfält aktivitet (MEG) vid en samplingsfrekvens på 1000 Hz med en MEG-system som har hela hjärnan täckning och har väl definierade matriser av sensorer som kan inkludera magnetometrar och axiell/planar gradiometrar; den aktuella studien använda ett system som består av 102 magnetometrar och 204 planar gradiometrar. För att undvika komplexitet inte är direkt relevanta för protokollet eller MEG systemkonfigurationen, redovisas exempeldata från magnetometrar ensam, även om både magnetometer och gradiometer data förvärvas som en del av protokollet.
  7. Spåra positionen kontinuerligt använder 5 skrivhuvudets position indikator (HPI) spolar. Digitalisera platsen av huvudet spolar, EEG elektroder och relaterat markörer (nasion och vänster och höger preauricular Poäng) före MEG skannar med lämpliga digitalisering utrustning.
    1. Eftersom syftet är att få resultat i källfärgrymd, inaktivera alla interna aktiv skyddsgas system anställd av MEG systemet för tredimensionella buller inställda flygningar, för att göra bearbetningen rörledningen flexibel när det gäller användningen av signal utrymme (SSS) separationsmetoder som normalt är anställda.
    2. Använd en magnetkamera för att erhålla motsvarande T1-vägd strukturella hjärnröntgen för senare samtidig registrering med M/EEG inspelningar.

3. studera Design och protokoll

Obs: En tvåvägs, crossover experimentellt protokoll följs. Utföra två separata test sessioner för varje ämne som skiljs åt av högst fyra veckor mellan testning sessioner. En arm av studien består av Xe administration medan N2O ges i den andra armen. Deltagarna är blind för typ av gas som tillförs medan den medicinska personalen och forskare inte p.g.a. de små skillnaderna i förfarandet följs för sin administration.

  1. Efter informerat samtycke har erhållits, bekräfta deltagare stödberättigande med en omfattande sjukdomshistoria intervju och vitala tecken mätningar, som blodtryck, hjärtfrekvens, kropp temperatur och peak expiratory flow. Efter deltagare kvalificeringen bekräftas genomgår föremål en kort mätning i MEG att säkerställa att det finns inga oförutsedda bullerkällor.
  2. Placera EEG lock på motivets huvud och gel alla elektroder. Bifoga de 5 HPI spolarna på den gemensamma jordbrukspolitiken att kontinuerligt registrera skrivhuvudets position i MEG.
    1. Digitalisera EEG-kanaler, HPI spole positioner och extra poäng på motivets näsa och lagra alla platser med hjälp av MEGS medföljande programpaketet.
    2. Flytta föremål till MSR, Anslut den elektrod cap EEG förstärkare och re gel elektroderna om krävs för att säkerställa att deras elektrisk kontakt impedanser underskrider 5 kΩ.
  3. Utöver de MEG och EEG, göra tre ytterligare bipolär bio-kanals inspelningar.
    1. Eftersom bedövningsmedel administration är förknippad med förändringar i muskeltonus, registrera den Elektromyogram (EMG) använder ett par engångsbruk Ag/Granulatfyllda elektroder placerade submentally för att registrera aktiviteten av mylohyoid och digastric muskler (främre mage).
    2. Registrera den electro-oculogram (EOG) genom att fästa ett par elektroder ovanför en av ögonen, nära pannan, och nära de motsvarande laterala Cantus och utföra tre-bly elektrokardiogram (EKG) inspelningar med elektroder på varje handled och en armbåge som marken (se (Se figur 1).
  4. Be deltagarna att hålla ögonen slutna kåporna inspelning av experimentet.
  5. Utföra klinisk behandling av ämnet med en anestesiolog och en narkos sjuksköterska eller annan utbildad klinisk observatör. Har sjuksköterska/observatören sitta med motivet i MSR för att kontinuerligt övervaka deltagarens tillstånd (i synnerhet ansikte mask tätningen och motivets luftvägarna) och anestesiologist, ligger i kontrollrummet att hantera gas leverans och elektroniska övervakning.
  6. Samla in data i ett team av tre: en ledamot övervakning och styrning av förvärvet av MEG signal, en annan övervakning och styrning av förvärvet av EEG och en annan start- och stoppa aktiviteten datoriserade auditiv kontinuerlig prestanda medan övervakning av försökspersonernas svar, samordna alla experimentella timings och inspelning minuten blodtryck, och end-tidal gaskoncentrationerna och gasflödet som tillhandahålls av anestesiologist.
  7. Kontinuerligt visuellt övervaka deltagaren i MSR via en lämplig kamera, som också registrerar alla skeden av experiment för senare bedömning och granska.
  8. Behaviorally mäta pågående lyhördhet i hela experimentet med en auditiv kontinuerlig prestanda uppgift (aCPT). Använda MEG kompatibla hörlurar för att leverera en binaural hörsel ton av antingen 1 eller 3 kHz frekvens av fasta stereo amplitud (ca 76 dBA), med mellan stimulus intervall mellan 2 till 4 sekunder från en enhetlig fördelning.
    1. Be deltagaren att svara så snabbt som möjligt med hjälp av två separat knapp lådor hålls i varje hand. Använda vänster och höger knappar på varje ruta motsvarar en låg eller hög frekvens ton, respektive, och knappen vänster och höger lådor, respektive för deltagaren att tyda avsaknaden eller förekomsten av illamående.
  9. Noga övervaka svarstider i hela experimentet. Den reaktionstid latens och noggrannhet (andelen toner rätt klassificerade) av svaren registreras automatiskt samt som visas på en monitor utanför MSR för forskare att få en verklig tid angivelse av deltagarnas beteende tillstånd.
    1. Efter flera sekventiella högerknappen rutan svar (indikerar illamående), alert observatören i MSR och den administrerande anestesiolog som gas administration kan behöva avslutas abrupt Undvik kräkning.
  10. Spela in ögon stängda vilande EEG och MEG för 5 min följt av en 5 min ögon stängda baslinjen EEG/MEG inspelning med ämnet utför aktiviteten aCPT.
  11. Ta bort ämnet från MSR och möjliggöra en intravenös kanyl 20 gauge placeras i den vänstra antecubital fossa av anestesiologist. Antiemetisk administrering sker långsamt över en period av 1-2 minuter, bestående av 4 mg dexametason och 4 mg ondansetron59, följer för att förhindra eventuella kräkningar som orsakas av bedövningsmedel gas inandning, som ofta observeras med N2O på den högre koncentrationer används60.
  12. Bifoga ansiktsmasken och andas krets till ämnet med hjälp av en modifierad sömnapné kontinuerlig positiv airways trycket (CPAP) sele och bedöma för ämnet komfort och avsaknad av läckage på 5 cm H2O positivt tryck.
  13. Tillbaka i ämnet till MSR att förbli sittande i MEG för återstoden av studien.
  14. Ta ett antal förebyggande åtgärder för att säkerställa begränsad motivets rörelse under de samtidiga MEG och EEG inspelningarna, eftersom huvud och kropp rörelse kan orsaka stora artefakter i elektromagnetisk inspelningar och förväntas inträffa under administreringen av den disassociativt bedövningsmedel på grund av deras välkända benägenhet att framkalla psykomotorisk agitation.
    1. Placera en specialbyggda lock gjort av en låg densitet ofärgade skum på huvudet som säkrar den skrivhuvudets positionen inuti MEG dewar hjälmen oavsett huvud storlek och form.
    2. Ytterligare, Använd en trasa sele virad runt låren och sätesmusklerna och säkrade på baksidan av MEG stolen att minimera någon slapp/slouching som uppstår i deltagarens vertikalt läge (se figur 1).
    3. Under inspelningen, spåra den skrivhuvudets position som kontinuerligt använder HPI spolarna, Visa offline efter slutförandet av experiment (se avsnittet för analys av data för ytterligare detaljer).
  15. När deltagaren är säkert placerad, administrera 100% inspirerad O2 och fortsätta detta för upp till 30 minuter tills deras slut-O2 endtidala är > 90% anger de är effektivt de-nitrogenated, en process som är nödvändiga för att säkerställa noggranna mätningar av end-tidal bedövningsmedel gaskoncentration.
    1. Under de sista 5 minuterna av denitrogenation, utföra en slutlig 5 minuters ögon stängda vilande EEG/MEG aCPT inspelning att säkerställa att eventuella effekter antiemetisk administrering och denitrogenation kan ha på hjärnans aktivitet kan därefter fastställas och kontrolleras för.
    2. Jämför denna tredje baslinjen inspelning till föregående baslinjer (resten blunda utan antiemetiska och uppgift blunda utan antiemetiska) att bestämma vilka verkningar som antiemetic och aCPT har på spontan/vila M/EEG. Baslinjer benämns baslinjer 1, 2 och 3 i manuskriptet för vila ögonen stängda utan antiemetiska, uppgift blunda utan antiemetiska och uppgift ögonen stängda med antiemetiska, respektive.

Figure 1
Figur 1 : Bilder visar EEG, EOG, EMG och EKG elektrod layout och övergripande som inrättats inom MSR. (A) visar 64-kanals MEG kompatibel locket används för att registrera EEG, EOG registreras med hjälp av de två elektroder placerade ovanför och nedanför vänster öga, EMG registreras med hjälp av de två elektroderna placeras under käken och ECG registreras med två elektroder som placeras på den handleden. (B) visar skräddarsydda skum cap och sele som används för att minimera motivets rörelse under inspelning. (C) visar den slutliga konfigurationen som krävs för narkos administration som inkluderar positionering chefen inom MEG och fästa en åtsittande-gasmask. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

4. gas Administration protokoll

Obs: Protokollet gas administration varierar något beroende på armen av studien.

  1. Administrera Xe på fyra överläggsgrafer ökande nivåer och N2O vid tre överläggsgrafer ökande nivåer. De första tre gas nivåerna för varje gas motsvarar equi-MAC-vaken nivåer 0,25 (nivå 1), 0,5 (nivå 2) och 0,75 (nivå 3) gånger MAC-vaken koncentrationen. Dessa koncentrationer är 8%, 16%, 24% och 16%, 32%, 47% koncentrationer för Xe/O2 och N2O/O2, respektive.
    Obs: 4th nivån för Xe motsvarar 1,3 gånger den MAC-vaken koncentrationen.
  2. Välj 4th gas nivå för Xe så att 95% av deltagarna förväntas förlora medvetandet på denna nivå (alla ämnen studerat hittills har uppnått fullständig förlust av lyhördhet under aCPT uppgiften). På grund av N2O väldokumenterade benägenhet att framkalla illamående och kräkningar vid höga koncentrationer, omfatta inte en N2O nivå vid en koncentration som är tillräcklig för att framkalla medvetslöshet i 95% av deltagarna (~ 75%). Figur 2 sammanfattas gas administration profilerna.
  3. Följ samma experimentella förfarandet för alla equi-MAC Xe och N2O nivåer med undantag för 42% Xe/O2, vilket kommer att kräva en något annorlunda metod (se 4.4. nedan).
    1. I början av varje nivå, informera ämne och narkos sjuksköterska och kliniska observatör att gas administration kommer att inledas och påbörja inspelning EEG och MEG, signalera till de administrerande anestesiologist ska börja gas administration och starta aCPT uppgiften. Gas-tvätta-i sedan inträffar under en period av 10 minuter så att target end-tidal gaskoncentrationen nås i slutet av denna period och underhålls i 5 minuter (den förmodade steady state-fasen).
    2. I slutet av denna period med 5 minuters i steady state, utföra wash-out med 100% O2 administration under en period av 10 minuter under vilken end-tidal gaskoncentrationen returnerar 0.
    3. Upprepa proceduren för nästa steg gas nivå.
      Obs: Förlust av lyhördhet (LOR) för Xe förväntas uppnås i 95% av deltagarna vid en koncentration på 42% Xe/O261. Administrationen av denna nivå uppstår när det gäller de lägre nivåerna tills både narkos sjuksköterska och kliniska observatören och förlusten av knappen Svaren indikerar LOR.
  4. När LOR uppnås, upprätthålla den Xe gas i 10 minuter eller tills anestesiologist eller narkos sjuksköterska och kliniska observatör anser att det är farligt att fortsätta efter som wash-out med 100% O2 tar platser. Fall där anestesiologist kan anse det osäkra att fortsätta inkluderar frekventa pressning av rutan höger knapp indikerar illamående, glottala ljud, tecken av kräkning såsom överdriven salivering eller svälja och vaso-vagala reaktioner.
    Obs: På denna högsta nivå, betydande försiktig och ställa in en låg klinisk tröskel för avbruten Xe gas administration. Författarnas erfarenhet tyder på att denna nivå kan vara associerade med en minskning av svälja, uppbyggnaden av saliv och uppkomsten av kväljningar-liknande beteende, att om tillåtet att fortsätta maj förebåda uppstötningar i masken. Konsekvenserna av detta kan naturligtvis innehålla livshotande aspiration. Det är också möjligt att mindre intensiv Svaren kan uppstå vid lägre gas nivåer och således utöva en hög nivå av vaksamhet under administreringen av alla stegvis gas nivåer. Förutom dessa potentiella luftvägarna frågor, vara medveten om risken för vasovagal synkope, särskilt i de yngsta manliga deltagarna. Deras ålder och de tillfälliga restriktionerna för vätska och mat är alla riskfaktorer62.

Figure 2
Figur 2 : Sammanfattning av gas administration profiler för Xe och N 2O. Tidslinje och gas koncentrationer under loppet av drug administration för N2O (överst) och Xe (nederst). Siffrorna ovan varje tidslinjen anger tiden i minuter sedan början av den första leveransen som gas. Varje nivå av peak jämviktas gaskoncentrationen nås genom 10 minuters equilibrating perioden, följt av en 5 minuters steady-state under vilken topp jämviktas gaskoncentrationen bibehålls, och sedan en 10 minuters Wash-out. Topp jämviktas gas koncentrationer öka sekventiellt över tid. Observera att tidslinjen i förberedelse för experimentet samt perioden efter gas administration inte visas. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

5. strukturella Scan

  1. Innan MRI, placera E-vitamin kapslar på deltagarens huvud för att användas som markörer för att belysa de digitaliserade relaterat för nasal apexen och vänster och höger preauricular punkter. Detta säkerställer en bättre samtidig registrering av MEG/EEG sensorer och Magnettomografi av hjärnan när du försöker relatera MEG/EEG source imaging att MRI-baserade neuroanatomi.
  2. Få en enda strukturella T1-vägd MRI scan, antingen efter slutförandet av en arm av studien om deltagaren mår bra, annars be dem att återvända på en separat dag för strukturella hjärna Skanna.

6. deltagare uppföljning

Anmärkning: Ämnet är fri att lämna när de åtföljs av en vän eller släkting.

  1. Vid urladdning, be deltagaren att slutföra en stympad version av 5-dimensionell Altered påstår av medvetande Rating Scale (5D-ASC); en enkät som utformats för att komma åt individuella skillnader genom att jämföra normal och förändrat medvetande status med hjälp av en visuell analog skala63,64.
  2. Dessutom fråga för inlämnande av en kort berättelse om deras samlade erfarenhet under de experiment samt specifika detaljer om nivå beroende kvalitativa effekter.
  3. Har båda dessa dokument fyllas i och skickas till forskarna 24 timmar efter varje inspelningssession.

7. dataanalys

Obs: Det här avsnittet beskrivs grundläggande dataanalys på MEG/EEG sensorn nivå som täcker de olika stegen i Skapa exempel på förbehandlas MEG/EEG data, spektrala topografi, huvudrörelser, lyhördhet scoring och auditory evoked svaren. Denna artikel fokuserar på illustrationen av typiska exempel så att läsaren kan förstå de viktiga funktionerna hos de registrerade uppgifterna. Ingen inom individ- eller tredagars statistiska analyser utförs som princip i denna analys avsnitt syftar till att detalj viktig före bearbetningssteg som vittnar om kvalitet och integritet av data samlas in. Ingen information finns för de otaliga analyser som kan utföras på denna data55,56 när de faller utanför tillämpningsområdet för beskrivningen av metoden.

  1. Slutföra offlinedata analys på en stationär dator med hjälp av lämpliga data analys programvara och använda relevanta verktygslådor för både EEG och MEG databehandling. I författarnas pipeline, använda version 20160801 av studieresa verktygslådan65 .
  2. Beräkna huvudrörelser under varje MEG inspelning av först få kontinuerlig huvud placerar som en sekvens av quaternion samordnar genom att analysera 5 HPI spole signalerna Sparad som en del av varje nivå beroende och baslinjen MEG inspelningar. Konvertera huvud positioner från quaternion i kartesiska koordinater.
  3. Montera 6 och 7 inspelningar för N2O och Xe studera armar (baslinjer 1, 2 och 3, gas nivå 1 till 3 eller 1 till 4 respektive). Time shift raw EEG i förhållande till MEG uppgifter för att synkronisera de två typerna av signaler baserat på en gemensam trigger-kanal. Denna form av synkronisering uppstår från valet av EEG inspelningssystem.
    Obs: Många MEG system innehåller en inbyggd i EEG-system som erbjuder mycket exakt elektronisk nivå synkronisering av MEG & EEG, men ofta har låg upplösning DAC kvantisering av 16 bitar. Av denna anledning använder ett externt EEG-system (se 2.3) har högre 24-bitars EEG amplitud upplösning att möjliggöra en högre tolerans till elektroden kompensera potentialer, mätning av lågfrekvent information och en flat frekvensgång över alla kanaler.
  4. För alla inspelningar som rör gasleveranser och aCPT prestanda, omdefiniera tiden noll till inledningen av aCPT uppgift/gas leverans.
  5. Visuellt inspektera MEG rådata och utesluta alla dåliga kanaler från ytterligare analys. Nästa, filtrera data med hjälp av en temporal signal-space separation algoritm76 genomförs i MEG-systemprogramvaran. Algoritmen dämpar magnetiska störningskällor utanför arrayen sensor och därmed resulterar i en minskning av externa eller stela kropp rörelse artefakter. Importera utdata datauppsättningen i data analys programvara för att användas med de magnetometrar (102 kanaler) valts för vidare bearbetning.
  6. Band-pass filtrera MEG på 2 till 50 Hz och tillämpa linje buller filter på 50, möjliggör 100 och 150 Hz. Visual artefakt upptäckt och en automatisk artefakt upptäckt förfarandet genomförs i studieresa programvaran avlägsnande av alla artefaktiska element. Inspektera visuellt eventuella segment som innehåller öga blinkar, hjärtat slår eller muskulös artefakter och exkludera från data, samt eventuella segment korrelerade med betydande förändringar i huvudrörelser som är större än 5 mm (se nedan).
    Obs: Förflyttningar av större än 5 mm med avseende på början av varje 5 minuters baslinjen eller gas jämviktas period används för att avvisa kontinuerligt förvärvade MEG data eftersom MEG source imaging har vanligtvis en rumslig upplösning storleksordningen 5 mm (t.ex. för MEG/EEG beamformers55). Det är dock möjligt att utföra rörelse ersättning av MEG data-66 i stället för att avvisa datasegment som korrelerade med betydande huvudrörelser, men dessa metoder är utanför ramen för denna uppsats.
  7. Som med MEG data, visuellt inspektera 64-kanals raw EEGEN och utesluta alla dåliga kanaler från ytterligare dataanalys. Band-pass filtrera data med hjälp av samma frekvens spänner när det gäller MEG. Åter referera EEGEN till ett gemensamt medelvärde som är standard för source imaging metoder. Slutligen, ta bort eventuella segment som innehåller artefakter samtida med den motsvarande MEG.
  8. För att visualisera de spektrala egenskaperna av MEG/EEG data, beräkna enkelsidig amplitud spectra längs främre-bakre mittlinjen för EEG kanalerna FPz, Cz och Oz och mittlinjen främre, centrala och occipital MEG magnetometer kanaler ( figur 3 ).
    1. Beräkna sensor-nivå topografiska karta över alpha band (8-13 Hz) makt för MEG/EEG, ges det starkt alpha band förändringar har observerats tidigare för N2O och GABAergic anestetika25,31,67 .
    2. För EEG data, använda FPz kanalen som referens för att beräkna topografiska alpha band kraften för att bättre belysa alpha power förändringar.

Figure 3
Figur 3 : EEG (A) och MEG (B) sensor layouter sedd från toppen av huvudet och tillplattade i ett plan. Observera MEG triplett struktur där sensorer slutar på ### 1 är magnetometrar och sensorer som slutar i ### 2 eller ### 3 är gradiometrar. Röda rutor visar kanalerna längs främre-bakre mittlinjen används för att visualisera de spektrala egenskaperna av EEG och MEG, FPz (frontal), Cz (central) och Oz (occipital) och främre, centrala och occipital magnetometer kanaler respektive. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

  1. Erhålla auditory evoked Svaren för filtrerade artefakt-fri MEG och EEG data för varje inspelning som involverar aCPT uppgiften. Epoken signalerna från-1000 ms till 2.000 ms i förhållande till tonen utlösa gånger och den genomsnittliga alla tillgängliga artefakt gratis epoker. Ta latensen mellan stimulus utlösa produktion och leverans av ljud i örat hänsyn, i detta fall 190,5 ms.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Detta avsnitt använder data som erhållits från ett ämne för att demonstrera typiskt för de samtidiga inspelningarna och potential av sådan information att bidra en bättre förståelse av bedövningsmedel inducerad förändrat medvetandetillstånd. För att förenkla utläggningen, resultaten redovisas för i) inspelningar av post-anti-kräkmedel administration baslinjen (baslinje 3), ii) 0,75 equi-MAC-vaken peak koncentrationerna (nivå 3) av N2O (47%) och Xe (24%) och iii) Xe difloxacinkoncentrationen gas i 42% ( nivå 4). Nivå 3 och 4 valdes eftersom de är de högsta steady-state nivåerna anses för N2O och Xe, respektive. Dessutom nivå 4 Xe innebär en tydlig förlust av lyhördhet, en stat som inte vanligtvis uppnåeligt för N2O.

För att tydligt illustrera omfattningen av huvudrörelser visas den absoluta position av alla 5 HPI spolar som en funktion av tiden under flera inspelningar. Figur 4 visar tydligt att de åtgärder som vidtas för att säkerställa begränsad rörlighet under skanningar är kopplade till acceptabla nivåer av huvud och kropp rörelse trots farmakologisk intervention. Ett framträdande exempel på omfattande huvudrörelser kan ses i figur 4(ii) mellan 20-25 minuter (under perioden washout) när stora huvudrörelser spelades. Sådana perioder är visuellt upptäckts och tagits bort från data. Protokollet ser till att stabila end-tidal gaskoncentrationerna på alla nivåer kan enkelt och lätt uppnås (se figur 4), med ämnet lyhördhet kraftfullt utvärderas med hjälp av aktiviteten aCPT. Siffror 4(ii) och 4(iv) visar tydligt bedömda sänkningar i lyhördhet under 5 minuters distansträning faser för både xenon och lustgas. Figur 4 (v) indikerar förlust av lyhördhet (0% noggrannhet) under perioden steady-state under 42% Xe administration, som förväntat.

Figure 4
Figur 4 : Exempel på huvudrörelser, gas koncentration och aCPT noggrannhet tidsserier från en deltagare för (i) originalplan 3 (inlägget antiemetic) före N 2 O förvaltning, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) baseline 3 före Xe administrering, (iv) 24% Xe (nivå 3) och (v) 42% Xe (nivå 4). Varje sub räkna visar absolut rörelse (överst) av 5 huvud spolarna (legenden nedan (ii) anger spolar) och gas koncentration (botten, röd) och aCPT noggrannhet (botten, blå) som funktion av tiden i minuter. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Gången arrangera i rak linje 10 andra segment för N2O och Xe i figur 5visas exempel på filtrerade artefakt-fri MEG och EEG data längs främre-bakre mittlinjen för samma ämne enligt figur 4. Originalplan 3 (inlägget antiemetic) för både Xe och N2O visar stark alfa svängningar i occipital kanaler (Oz för EEG) och en occipital magnetometer kanal för MEG. Som ökar narkos för nivå 3 N2O (47% peak gas) reduceras totala signalstyrka, med minskningar i alpha band makt särskilt tydligt. I kontrast minskas alfaaktiviteten, svar till Xe administration inte avsevärt tills nivå 4 (42% peak gas). I motsats till N2O ökande Xe koncentrationer är mer tydligt förknippat med en ökning av amplituden av deltan (0 - 4 Hz) och theta (4-8 Hz) bandet aktivitet, är särskilt tydligt i den centrala platsen under 42% administration (nivå 4) i MEG.

Figure 5
Figur 5 : Exempel på en justerad 10 andra tidsfönstret för filtreras artefakt-fri (A) MEG och (B) EEG data för samma ämne i figur 4 i fall av (i) originalplan 3 (inlägget antiemetic) före N2 O förvaltning, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) baseline 3 (inlägget antiemetic) före Xe administrering, (iv) 24% Xe (nivå 3), (v) 42% Xe (nivå 4). För 24% Xe och 47% N2O, en angiven tidsperiod var ett fragment av 5 minuters steady state medan 42% Xe, epoken av valda data var under perioden av förlust av lyhördhet, som indikeras av motivets aCPT svar. Frontal (blå), centrala (röd) och occipital (grön) motsvarar respektive MEG magnetometer och EEG kanaler. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Förändringar i signalstyrka som observerats i figur 5 är ytterligare detaljerad i enkelsidig amplitud spektra av samma signaler i figur 6. Medan det dyka upp en rad observerade förändringar i kraft när övergår från baslinjen till gas, verkar de mest betydande förändringarna vara successiv dämpning av stark baslinjen alpha band (8-13 Hz) ström, observerades i occipital elektroderna, med ökar koncentrationerna. Detta kompletteras med ökande lågfrekventa delta och theta bandet aktivitet.

Figure 6
Figur 6 : Amplitud spectra för samma a MEG och (B) EEG data visas i figur 5 i fall av (i) baseline 3 (inlägget antiemetic) före N2 O förvaltning, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) baseline 3 (inlägget antiemetic) före Xe administrering, (iv) 24% Xe (nivå 3), (v) 42% Xe (nivå 4). Frontal (blå), centrala (röd) och occipital (grön) kanaler motsvarar respektive MEG magnetometer och EEG kanaler. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 7 visar ett exempel på de topografiska förändringarna i alpha band makt kopplade till ökar i Xe och N2O gaskoncentrationen. Observera den tydlig försvagningen av bakre alfa driver med ökningar i Xe och N2O, överensstämmer med de förändringar som observerats tidigare för N2O och GABAergic anestetika25,31,67.

Figure 7
Figur 7 : Topografiska alpha (8-13 Hz) bandet makt i a MEG (endast magnetometrar) och (B) EEG för samma ämne som i figurerna 5 och 6 för fall av (i) baseline 3 (inlägget antiemetic) före N2 O förvaltning, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) baseline 3 (inlägget antiemetic) före Xe administrering, (iv) 24% Xe (nivå 3), (v) 42% Xe (nivå 4). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Slutligen, diagram 8 illustrerar exempel sensor-nivå MEG och EEG auditiv framkallat svar erhålls med protokoll och aCPT uppgift för samma ämne som i figur 5-7. Det kan noteras att ökningar i Xe och N2O gaskoncentration leder till en försvagning av den första svar toppen och även att förseningen, dämpning eller försvinnande av senare svar toppar, särskilt under förlust av lyhördhet för Xe nivå 4 (42%).

Figure 8
Figur 8 : Sensor-nivå auditiv framkallat svar för a MEG och (B) EEG för samma ämne som i figur 5-7 för fall av (i) baseline 3 (inlägget antiemetic) före N2 O förvaltning, (ii) 47% N 2 O (nivå 3), (iii) baseline 3 (inlägget antiemetic) före Xe administrering, (iv) 24% Xe (nivå 3), (v) 42% Xe (nivå 4). Färgade butterfly tomter motsvarar channel-wise tid ensemble svaren. För varje fjäril tomt motsvarar den topografiska kartan tiden för peak svar. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Detta papper har utarbetat ett omfattande protokoll för samtidig inspelning av MEG och EEG under narkos gas leverans med N2O och Xe. Sådant protokoll kommer att vara värdefullt för att studera de elektromagnetiska neurala korrelat av bedövningsmedel-inducerad minskningar i medvetande. Protokollet förväntas också att generalisera till leverans av andra narkosgaser som sevofluran och isofluran. Detta kommer att underlätta en större förståelse för de gemensamma, specifika och distinkt makroskopiska mekanismer som ligger bakom bedövningsmedel-inducerad minskningar i medvetandet för en rad bedövningsmedel med ganska olika molekylära lägen och måltavlorna för handling. Förstå hur bedövningsmedel funktion är utan tvekan en av de stora återstående problemen för neurovetenskap och är utan tvekan viktiga att förstå neurokemiska grunden för beteende.

De exempel resultat som presenteras är helt i linje med tidigare studier som undersöker bedövningsmedel inducerad EEG power spektrala förändringar, således intygar att trohet i protokollet vi har utvecklat och beskrivs. När det gäller N2O administration, resultaten sammanfattas ovan är i linje med minskningar delta, theta och alpha band makten i EEGEN som har observerats för hög inspirerad N2O (> 40%)25,28, 31. På samma sätt under Xe anestesi är våra resultat förenliga med de några publicerade rapporterna om effekterna av Xe använder hög densitet EEG. Till exempel Johnson et al. 29 visade en uppbromsning av EEGEN med ökad total makt i banden delta och theta särskilt i frontala regioner, resultat som överensstämmer väl med de typiska resultat som vi har presenterat här. Ytterligare Johnson et al. identifierat att Xe inandning var associerade med ökningar i både främre och bakre mittlinjen delta, med ändringarna slow wave aktivitet som topographically inhomogena i naturen, en observation som speglar den variabilitet i frekvens band topografi längs främre-bakre axeln visade i denna undersöknings resultat. Med hänvisning till förändringar i högre frekvens aktivitet (alpha band och ovan), bilden blir mycket mindre tydlig. Hartmann et al. 34 beskrivs en minskning av globala alfaaktiviteten, något som liknar författarnas resultat, och en global ökning av beta band (13-30 Hz) makt, medan Laitio et al. 33 visade en ökning i frontal alpha och en minskning i bakre alfaaktivitet. i beta och gamma frekvens spänner Johnson et al. 29 rapporterat omfattande ökningar av gamma band (35-45 Hz) makt medan Goto et al. 32 visade en minskning. Sammanfattningsvis är denna metod väl kunna framkalla förändringar i elektromagnetisk hjärnaktivitet som har rapporterats för N2O och Xe använder mycket enklare inspelning konfigurationer.

Vi har visat tydliga exempel på effekter som de gasformiga bedövningsmedel Xe och N2O framkalla i, amplitud spektra, alpha band effekt topografi och auditory evoked Svaren av filtrerad artefakt-fri MEG/EEG data. Noggrannare uppgifter analysmetoder kan förväntas erbjuda viktig insikt bedövningsmedel verkningsmekanismer och de motsvarande globala och lokala förändringarna i nätverksanslutningen som förekommer i förändrat medvetandetillstånd. Går bortom sensor-nivå data och tittar på källaktivitet ger en representation av ändringarna i spontan aktivitet som bättre kan relateras till neuroanatomi (för en granskning se 55). Tillämpa olika funktionella anslutningsmöjligheter åtgärder (för en granskning se 56) till denna källa-nivå data förväntas bidra till att ytterligare förstå den roll som störningar i funktionella anslutningsmöjligheter har i bedövningsmedel-inducerad minskning medvetande1.

Hittills farmako-MEG har varit underutnyttjade för karakterisering av bedövningsmedel åtgärder, med undantag för en hand full av studier på diagnostiska sedering eller förstärkning av epileptogena aktivitet epilepsipatienter. Anmärkningsvärda exempel på sådana MEG studier Hall et al. 68 , 69 där en enstaka oral dos av diazepam administrerades, Cornwell et al. 70 där sub bedövningsmedel ketamin var infunderas, Saxena et al.71 som tittade på propofol sedering och Quaedflieg o.a. 72utredningar av effekterna av remifentanil på mismatch-negativitet. Mer nyligen, Muthukumaraswamy och kollegor73 anställda MEG i en funktionell konnektivitet undersökning av sedativa doser av ketamin avslöjar viktiga oscillerande förändringar, särskilt i alpha, theta och gamma makt, samt betydande förändringar i NMDA-medierad frontal-till-parietala anslutning. Våra resultat visar tydligt den potential och nyttan av samtidigt inspelade MEG och hög densitet EEG att utforska mekanismerna för anestesi. Till författarnas kunskap ingen tidigare samtidiga MEG/EEG studie har utförts hos människor med volatile eller gasformiga bedövningsmedel och thus den metod som beskrivs här kommer förhoppningsvis stimulera ytterligare ansträngningar i denna riktning.

Det finns flera begränsningar som är associerad med våra protokoll som bör nämnas. För det första experimentella förfarandet var designade med gasformiga anestetika administration i åtanke och viktigt, och ännu untrialled, modifieringar kommer att behöva övervägas när använder andra typer av anestetika såsom flyktiga agenterna bäst exemplifieras med sevofluran. I fråga om flyktiga inandning bedövningsmedel rekommenderar vi användning av en larynx mask luftväg att säkerställa luftvägen patency, men invasiva arten av förfarandet bör noteras. För det andra, vi valde en mycket enkel auditiv kontinuerlig prestanda uppgift att övervaka svarstider. En enkel auditiv kontinuerlig prestanda paradigm valdes eftersom händelse relaterade ändringar inte var det primära fokus för denna undersökning. För att utreda närmare korrelationer mellan hjärnaktivitet och kognition under anestesi mer komplexa och salient auditiv77, visuella71 och taktila78 stimuli behöver utnyttjas. Huvudrörelser under anestesi är också en möjlig tänkbar blanda ihop som vi har tagit upp med hjälp av en specialbyggd skum mössa som håller huvudet säkert i MEG dewar, en sele som håller deltagaren säkert i MEG stol och stränga artefakt procedurer för borttagning. Slutligen saknas en explicit mänskliga faktorer analys79 som kan kvantifiera i vilken utsträckning som andra utredare kunde lätt följa detta protokoll detta papper. Medan vi ger flera anteckningar om begränsningar och andra faktorer som är förknippade med att utföra inandning anestesi använder xenon och N2O när du registrerar EEG/MEG, kunde utveckling av specifika mått för prestanda har använts för att Ange den relativa distributionen av resurser och tid till specifika delar av protokollet.

Resultaten beskrivs här visar tydligt att det är möjligt att samtidigt registrera MEG och EEG i den restriktiva inställningen av MEG magnetiskt avskärmad miljö samtidigt högkvalitativa data som är associerade med minimal huvudrörelser och oavsiktlig artefakt. Sådana metoder kan förväntas ha betydande kliniska konsekvenser som de kan utnyttjas för att bättre förstå alla möjliga universella mekanismer av anestesi, vilket i sin tur kan leda till förbättringar i klinisk övervakning av anestetika genom att förhindra incidenter Perioperativ medvetenheten och förbättra postoperativa resultat74,75. Dessutom setup är inte nödvändigtvis begränsat till anestesi utredningar men kan ändras i enlighet därmed för att passa olika typer av farmakologiska interventioner, gasformiga eller på annat sätt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgments

Författarna vill tacka Mahla Cameron Bradley, Rachel Anne Batty och Johanna Stephens för värdefull teknisk assistans med MEG datainsamling. Tack utvidgas dessutom till Dr Steven Mcguigan för stöd som en andra anestesiolog. Paige Pappas gav ovärderlig narkos sjuksköterska tillsyn. Markus Stone erbjudna nådigt sin tid och expertis i redigering och filmning protokollet. Dr. Suresh Muthukumaraswamy gav specifika råd om dataanalys och tolkning av resultat. Slutligen, Jarrod Gott bidrog många en stimulerande diskussion, hjälpte i utförandet av ett antal pilotförsök och var central i utformningen av skum huvud stag.

Denna forskning stöds av James S. McDonnell collaborative bidrag #220020419 ”rekonstruera medvetande” tilldelas George Mashour, Michael Avidan, Max Kelz och 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

Neurovetenskap fråga 131 Magnetencefalografi elektroencefalografi anestesi Xenon lustgas
Inspelning elektromagnetisk hjärnaktivitet under administreringen av den gasformiga bedövningsmedel Xenon och Nitrous Oxide hos friska frivilliga
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