Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Kayıt beyin elektromanyetik aktivite sırasında gaz halinde olan yakıtlar anestezik ajanların Xenon ve sağlıklı gönüllü olarak azot oksit İdaresi

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

Aynı anda magnetoencephalography ve elektroansefalografi farklı anestezi tarafından indüklenen bilinç indirimleri ortak ve farklı makro ölçekli mekanizmalar için aramak için yararlı bir araç sağlar. Bu kağıt kayıt bu verilerin sağlıklı insanlardan N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA)-receptor-antagonist-based anestezi sırasında azot oksit ve xenon solunum sırasında temel ampirik yöntemler gösterilmiştir.

Abstract

Anestezi belki sadece sistematik yollarından küresel bilinç/bilinçsizlik sinirsel ilişkilendirir çalışma sağlar. Bugüne kadar en çok beyin görüntüleme ya da insanlar nörofizyolojik araştırmalarda var ancak dissosiyatif N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA) - etkileri ise γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA)-receptor-agonist-based anestezi incelenmesi için sınırlı olmuştur reseptör antagonisti esaslı anestezikler ketamin, nitrojen (N2O) ve xenon (Xe) büyük ölçüde bilinmeyen. Bu kağıt magnetoencephalography (MEG) ve elektroansefalografi (EEG) sağlıklı erkek üzerinden aynı anda kayıt sırasında inhalasyon Xe ve gaz halinde olan yakıtlar anestezik ajanların N2O temel yöntemler açıklanır. MEG ve EEG veri birleştirme sağlar elektromanyetik beyin aktivitesi değerlendirme sırasında anestezi yüksek zamansal ve ılımlı kayma, çözünürlük. Burada üzerinde birden çok kayıt oturumları, rafine ve konu işe alım, anestezi ekipman kurulum MEG tarayıcı Oda, veri toplama ve temel veri analizi içeren detaylı bir protokol, açıklayın. Bu protokol için her katılımcı Xe ve N2O tekrarlanan ölçüler dörtlü tasarım çeşitli düzeylerde maruz kalmaktadır. Step-wise artan ilgili temel kayıtları katılımcılar sunulur takip Xe ve N2O 8, 16, 24 ve % 42 ve 16, 32 ve % 47 konsantrasyonları sırasıyla sırasında yanıt düzeylerini izlenir bir işitsel ile ilham Sürekli performans görevi (aCPT). Sonuçları bir sayıda ham veri, spektral topografya, baş hareketleri indirilmesi ve işitsel uyarılmış yanıt-e doğru kesin düzey bağımlı etkileri sensör düzeyi özelliklerini vurgulamak için kayıt için sunulur. Bu paradigma elektromanyetik sinyaller ile uçucu ve intravenöz anestezik ajanların kullanılmak üzere kolayca uyarlanabilir gaz halinde olan yakıtlar anestezikler, farklı türde eylem ile ilişkilendirilen kayıt için genel bir yaklaşım açıklar. Bu özetlenen yöntemi metodolojik uzantıları içeren kaynak alanı görüntüleme ve işlevsel ağ analizi etkinleştirerek makro ölçekli mekanizmaları anestezi anlamak için katkıda bulunabilir bekleniyor.

Introduction

İnsan bilincinin olgusu açık sinir devreleri bütünlüğünü bağlı olduğunu düşündüren önceden klinik ve klinik neuroscientific kanıt arasında iyi fikir birliği yoktur. Bu tür devreler sistematik bilinçsizlik iniş tarafından etkilenmiştir gözlem sırasında anestezi kullanılmak ve 'sinirsel ilişkilendirir için arama gezinme' etkinleştirmek beyin görüntüleme teknikleri gerek kanıtlanmış bilinç. Uyku hariç, anestezi hangi tarafından bir bir kontrollü, ters çevrilebilir ve tekrarlanabilir biçimde olabilir tek yöntem temsil eder, huzursuz ve böylece teşrih, bilinç, özellikle makroskobik ölçekte alt hizmet mekanizmaları küresel beyin dinamiği. Klinik olarak, genel anestezi hipnoz/bilinçsizlik, hareketsizlik ve analjezi bir devlet olarak tanımlanabilir ve en bol bol kullanılan ve en güvenli tıbbi müdahaleler biri olmaya devam etmektedir. Netlik ve sonuçta verimliliği rağmen anestezik indüklenen bilinçsizlik1olarak sebebiyet veren aracıları çeşitli eylem mekanizmaları ile ilgili büyük belirsizlik kalır.

Anestezi bölünmüş intravenöz ajanlar özellikle propofol ve barbitüratlar veya geçici/gaz aracıları gibi sevoflurane, isoflurane, nitrojen (N2O) ve xenon (Xe). Anestezi Farmakoloji anestezik eylem bağlı olarak tanımlanan birden çok hücresel hedefleri olan iyi kurulmuş oldu. Çoğu ajanlar γ-Amino-Butyric-Acid-(GABA) reseptör aracılı etkinliği esas üzerinden agonism tarihi Yasası için okudu. Aksine, Disosiyatif ajanlar ketamin Xe ve N2O öncelikle N-Methyl-D-Aspartate-(NMDA) glutamatergic reseptörleri2,3hedefleyerek etkileri sarfetmek inanıyordu. Anestezik eylem yaptıkları katkı ölçüde (bir kapsamlı gözden geçirme için bakınız zor kalır ancak potasyum kanalları, asetilkolin reseptörü ve kalan Glutamat reseptörlerinin, AMPA ve kainate, diğer önemli farmakolojik hedefler bulunmaktadır 4).

Ölçüde değişkenlik etki mekanizması ve çeşitli türden aracılarını gözlenen fizyolojik ve sinirsel etkileri bilinçli işleme onların etkisi genel sonuçlara türetme zor işler. GABAergic ajanları tarafından indüklenen bilinç (LOC) kaybı genellikle beyin aktivitesi tarafından genel değişiklikler karakterizedir. Bu yüksek-genlik, düşük frekanslı delta çıkması belirgindir (δ, 0.5-4 Hz) dalgalar ve yüksek frekans, electroencephalogram (EEG), yavaş dalga için benzer gama (γ, 35-45Hz) etkinliğinde azalma uyku5,6 olarak Serebral kan akımı ve glukoz metabolizma5,6,7,8,9,10,11,12 yaygın indirimleri . Boveroux ve ark. 13 devlet fonksiyonel bağlantı fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) kullanarak propofol anestezi altında istirahat içinde önemli bir düşüş göstererek bu tür gözlemler için eklendi. Buna ek olarak, verim disosiyatif anestezi daha az temizleyin profil beyin aktivite üzerine etkileri. Bazı durumlarda, bunların serebral kan akımı ve glukoz metabolizma14,15,16,17,18,19artış ile ilişkili olduğu, 20,21 Rex ve meslektaşları22 ve Xe etkileri seyir Laitio ve meslektaşları23,24 tarafından çalışmalar sırasında sağlanan her ikisi de arttı ve beyin azaldı etkinlik. Benzer bir düzensizlik EEG sinyallerini25,26,27,28üzerinde etkileri görülebilir. Johnson ve ark. 29 toplam gücü düşük frekans bantları delta ve teta de olduğu gibi daha yüksek frekans bandı gama yüksek yoğunluğu N2O Deltası'nda için karşıt gözlemler yapılırken Xe anestezi EEG çalışma artış gösterdi teta ve Alfa frekans bantları30,31 ve daha yüksek Frekanslar32Xe için. Alfa elektrik kafa derisi aktivite Xe etkileri gibi değişkenlik görülebilir ve beta frekans aralıkları de her ikisi ile bildirilen33 ve indirimleri34 artar.

Yukarıda belirtilen tutarsızlıklar rağmen resmi bir beyin bölgeleri arasında fonksiyonel bağlantı içinde değişiklikler aramaya çalıştığında ajanlar arasında daha tutarlı olmaya başlar. Böyle tedbirler ancak, ağırlıklı olarak mutlaka kayma veya zamansal çözünürlük açısından taviz yöntemleri için sınırlı olmuştur. NET ve bir ölçüde tutarlı, değişiklikleri sırasında anestezi/sedasyon propofol35, sevoflurane36 ve N2O37, fonksiyonel ağlar topolojik yapısını ortaya çıkarmak için çalışmalar EEG kullanarak görünür iken geniş aralıklı duyumsal düzeyde EEG veri anlamlı tanımlamak ve fonksiyonel karşılık gelen ağların köşeleri betimlemek için yetersiz uzamsal Frekansa sahiptir. Diğer taraftan, fMRI ve Pozitron emisyon tomografisi (PET), üstün mekansal çözünürlüğü kullanan çalışmalar bulmak benzer topolojik değişiklikler EEG13,38,39 olan için büyük ölçekli fonksiyonel bağlantı içinde ,40,41, ancak sahip faz-genlik alfa (8-13 Hz) EEG bant ve önemli imzaları olarak ortaya çıkan diğer dinamik olayları kaplin karakterize etmek için yeterli zamansal çözünürlük anestezik eylem12,42. Ayrıca, bu önlemlerin doğrudan elektromanyetik sinirsel aktivite43değerlendirmek değil.

Bu nedenle, anlamlı anestezikler eylemiyle ilişkili makroskopik işlemler anlayışı ilerletmek için daha önce bahsedilen araştırmalar sınırlamaları ele alınması gerekmektedir; anestezik ajanların ve non-invaziv ölçüleri yetersiz spatio-temporal çözünürlüğe sınırlı kapsamı. Bu temelde, yazarlar bir yöntem aynı anda kayıt magnetoencephalogram (MEG) ve geliştirilmiştir EEG sağlıklı gönüllü etkinliğinde gaz halinde olan yakıtlar dissosiyatif anestezik ajanların Yönetim için anahat Xe ve N2O.

MEG bir zamansal çözünürlük milisaniyelik menzili EEG dışındaki sadece non-invaziv nörofizyolojik tekniği olarak kullanılmaktadır. EEG MEG bu sorun ve sorunu cilt ve tel44daha az hassas ise görevi gören bir alçak geçiren Filtre cortically oluşturulan aktivite, kafatası tarafından elektrik alanlarında bulanık da sorun var. MEG daha yüksek olduğunu söylenebilir kayma ve kaynak yerelleştirme doğruluk EEG 45,46daha. MEG yapar ancak EEG doğru başvuru ücretsiz kayıt37,47, izin vermez. MEG sistemleri de genellikle kortikal faaliyet kadar frekans daha geniş EEG, yüksek gama48(genellikle 70-90 Hz), dahil olmak üzere hangi anestezik ajanların Xe29 ve N gibi hipnotik etkileri dahil olmak tavsiye ettiler kaydetmek 2 O28. MEG MEG esas olarak hücre içi akımları46tarafından, oluşturulan magnetik alan yansıtır, ancak EEG, EEG etkinlik olarak tarafından iletilen övgü nörofizyolojik etkinliği hücre dışı elektrik akımları ile ilgilidir sunar 49. EEG çoğunlukla hücre dışı etkinlik için korteks49Radyal kaydeder süre Ayrıca, MEG özellikle Elektrofizyolojik etkinlik korteks için teğet duyarlıdır. Böylece MEG ve EEG veri birleştirerek süper katkı avantajları50vardır.

Gaz halinde olan yakıtlar dissosiyatif ajanlar Xe ve N2O aşağıdaki ilke nedenlerle seçilmiş: onlar kokusuz (Xe) veya esasen kokusuz (N2O) ve böylece kolayca zaman itibariyle istihdam denetim koşullar varlığında kullanılabilir alt klinik konsantrasyonları. Buna ek olarak, onlar uzaktan yönetim ve onların zayıf kardiyo solunum depresan etkileri61nedeniyle bir laboratuvar ortamında izleme için uygundur. Xenon ve nispeten düşük en az bir daha az ölçüde N2için O, muhafaza-alveoler - konsantrasyon-(MAC)-hastaların hangi %50 sırasıyla 32,6 ± %6,151 ve 63.3 + - %7.152 değerleri ile sözlü komutuna yanıt veremez duruma, uyanık. Xe ve N2O rağmen hem NMDA reseptör antagonistleri olmak, onlar farklı EEG modüle - Xe görünüyor daha Bispectral dizini33,53,54 kullanarak izlenen bir tipik GABAergic ajan gibi davranmaya (electroencephalographically anestezi derinliği izlemek için kullanılan birkaç yaklaşımdan birini). Buna ek olarak, o kötü, o N2O daha az belirgin bir electroencephalographic etkisi, Bispectral dizin26kullanarak takip eğer üretir. Çünkü XE diğer dissosiyatif acentelere farklı bildirilen electroencephalographic özellikleri vardır, ama daha yaygın olarak okudu GABAergic acentelere benzer özelliklere sahip, onun Elektrofizyolojik çalışma önemli ortaya potansiyeline sahiptir bilinç ve karşılık gelen işlev ağ değişiklikleri sinirsel ilişkilendirir ilgili özellikleri. NMDA reseptör hareket ajanlar daha normal ve değiştirilmiş bilinç, mahfaza beyin ağları hakkında NMDA reseptör aracılı kritik rol verilen etkinliği öğrenme ve bellek ve a sıra-in sorumlu rolü oynadığı ortaya çıkarmak büyük olasılıkla Şizofreni ve depresyon80içeren psikiyatrik bozukluklar.

Bu kağıt gaz halinde olan yakıtlar anestezik ajanların bir sigara-hastane ortamında aynı anda MEG ve EEG kaydederken ilişkili öncelikle zorlu ve karmaşık veri toplama yordamı üzerinde duruluyor. Temel veri analizi sensör düzeyinde özetlenen ve örnek veri yüksek sadakat kayıtları en az kafa hareketi ile elde edilebilir gösteren sağlanmaktadır. Genellikle bu tür verileri kullanarak gerçekleştirilen sonraki kaynak görüntüleme ve/veya fonksiyonel bağlantı analizi için birçok olası yöntemleri açıklanmayan, bu yöntemler de literatürde açıklanmış ve çeşitli seçme hakkı için göstermek gibi analiz55,56.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

"Xe ve N2O EEG ve MEG kullanarak kaydedilen beyin aktivite üzerine etkileri inhale" çalışma hakkı kabul edildi (onay numarası: 260/12) Alfred hastane ve teknoloji Swinburne Üniversitesi Etik Komitesi tarafından ve ulusal gereklilikleri yerine İnsan araştırma (2007) etik davranış ekstresinde.

1. katılımcı seçimi ve ön çalışma gereksinimleri

  1. Yaşında 20 ve 40 yaşları arasında sağlıklı, sağ el, yetişkin erkek seçmek için röportaj.
    1. İyi bir genel sağlık durumu katılımcının vücut kitle Endeksi (BKİ) ve (gibi implante metalik yabancı organları), MRI veya MEG kontrendikasyonlar eksikliği herhangi bir önceki ameliyatları da dahil olmak üzere detaylı bir tıbbi geçmiş toplama yanı sıra elde ederek onaylamak, önemlisi çalışma hariç neden olacağından, genel anesteziye karşı herhangi bir olumsuz tepkiler.
    2. Özellikle son herhangi bir psikoaktif veya diğer reçete ilaç alımı dışlamak gibi herhangi bir uyuşturucu kullanımı yokluğu ve herhangi bir nörolojik bozukluk, epilepsi, kalp rahatsızlığı, uyku apnesi eksikliği sağlanması, hastalık hareket ve klostrofobi. Daha sonra elde etmek önemli olacak gibi tıraş istekli olmadıkça bir anestezik yüz maskesi ile iyi bir mühür büyük sakalları olan katılımcılar hariç.
      Not: adet57 ve/veya yaş aşırı bulantı ve kusma58artış eğilimi yanı sıra dinlenme MEG/EEG sinyal belgelenen etkileri nedeniyle kadın hariç.
  2. Avustralya ve Yeni Zelanda üniversite Anaesthetists (ANZCA) yönergeleri (belge PS15) belirlenmiş gibi gün kalış genel anestezi yordamı izleyin.
    1. Bu yönergeleri doğrultusunda konular en az 6 saat için hızlı ve en az 2 saat önce deneme başlangıcı için hiçbir sıvı tüketmek için sor. Uyum yer katılımcı test alır önceki gün irtibata anestezi uzmanı alarak onaylayın.
    2. Deneme tamamlanmasından sonra standart yazı anestezi bakım onlara herhangi bir ağır makine çalışmaz ya da deneme (kalan düşük seviye olasılığı nedeniyle 24 saat içinde önemli kararlar için talimat tarafından izleme geçmesi konulara sahip kognitif bozukluk Xe ve N2O).

2. tesis ve ekipmanlar

Not: Anestezi dışında normal bir cerrahi operasyon Süiti (http://www.anzca.edu.au/resources/professional-documents. ' dır ANZCA gereklerine İmkanları vardır Belge PS55). Özellikle, Oda mühendislik elektrik güvenlik ve gaz tıbbi yönetimi Yönetmeliği karşılar.

  1. Deneme Swinburne Gelişmiş Teknoloji Merkezi beyin görüntüleme Laboratuvarı, yani MEG tarayıcı evler bir manyetik korumalı Oda (MSR) içeren MEG Oda çalıştırın. Korumalı oda tren geçen gibi çevre hareketleri--dan izole bir kayan katta oturuyor.
  2. Anestezi gazları MSR dışında teslim kapasitesine sahip bulunan ve gaz halinde olan yakıtlar xenon izleme bir anestezi makinesi kullanarak teslim. Bu anestezi makine özel kapalı döngü düşük akış Xe gaz yönetmek için ve son gelgit Xe konsantrasyonları katharometry (ısı iletkenlik; ± % 1 doğruluk), standart bakım hasta izleme sağlayan ek kullanarak ölçmek için tasarlanmıştır. Bu son gelgit O2, CO2, N2O ölçüm içerir (uygun yerde), Nabız oksimetri, 3 Kanallı EKG ve non-invaziv kan basıncı ölçümü (tansiyon) ANZCA kılavuz belge PS18 başı olarak. Sonunda gelgit N2O konsantrasyonları anestezi makinesinde uygulanan kızılötesi Spektroskopi kullanarak ölçmek.
    1. MSR kanalları geçen hortumlar nefes genişletilmiş 22 mm çaplı kullanarak katılımcılara gazlar boru.
  3. Standart bakım ANZCA kılavuz belge PS18 göre hasta izleme sağlar. Bu son gelgit O2, CO2, N2O ölçüm içerir (uygun yerde), Nabız oksimetri, 3 Kanallı EKG ve non-invaziv kan basıncı ölçümü (tansiyon).
    1. Monitör ANZCA kılavuz belge PS18 göre bir non-invaziv kan basıncı İzleyicisi'ni kullanarak tansiyon MSR dışında bulunan ve üst kol üzerinde yerleştirilen bir kol bir uzun enflasyon tüp bağlı.
    2. Deneme boyunca kaydetmek ve ek olarak bir otomatik tüm parametrelerin her 30 1 dk aralıklarla tüm fizyolojik parametreler belge s.
  4. Gazlar MSR kanalları geçen hortumlar nefes genişletilmiş 22 mm çaplı kullanarak katılımcılara yöneltilen emin olun. Emiş sistemi MSR ve emme değnek her iki hasta ve klinik gözlemci yakın yerleştirilmesi için bir kanal geçişi sağlanır bir Yankauer bağlı bir uzun teslim tüp dışında yer alır.
    1. Ayrıca, kusma havzaları yakın by kusma oluşumu üzerine gözlemci tarafından onların hızlı konumlandırma etkinleştirmek için MSR içinde bulunur olun. MSR içinde klinik gözlemci gerekir herhangi bir hava yolu obstrüksiyonu uyanık kalır, başlangıçta bir çene ile yanıt kaldırın veya itme çene ve yaklaşan kusma aşırı yutma retching ya da hava yolu ile sinyal Eğer protokol hemen durdurma tıkanıklığı çene hayat veya çene itme tarafından çözümlenemedi.
  5. Kayıt için bir pil bağlı bir MEG uyumlu 64-kanal Ag/AgCl elektrot kap kullanarak EEG amplifikatör MSR içinde desteklenmektedir. Amplifikatör fiber-optik kablo ve uyumlu satın alma yazılımı çalıştıran bir dizüstü bilgisayar için uygun ortam dönüştürücü üzerinden bağlanır.
  6. Tüm beyin kapsama sahiptir ve de diziler içerebilir manyetometreler ve Aksiyal/düzlemsel gradiometers sensörlerin tanımladığı bir MEG sistemi kullanarak 1000 Hz örnekleme hızında kayıt beyin manyetik alan aktivitesi (MEG); 102 manyetometreler ve 204 düzlemsel gradiometers oluşan bir sistemi kullanan çalışmada. Manyetometre ve gradiometer veri protokolünün parçası olarak kazanılır, ancak karmaşıklığı protokol veya MEG sistem yapılandırması için doğrudan alakalı değil önlemek için yalnız manyetometreler örnek verileri, bildirilmektedir.
  7. Parça başı sürekli 5 pozisyonu göstergesi (HPI) bobinleri kullanarak yerleştirin. Baş bobinleri, EEG elektrotlar ve indirgeme işaretleri konumunu dijital ortama (nasion ve sol ve sağ preauricular noktaları) uygun kullanarak tarama MEG önce dijital ekipman.
    1. Kaynak alan sonuçları elde etmek için amaç olduğu için iç herhangi bir etkin koruyucu sistem işleme boru hattı sinyal alanı kullanımı konusunda esnek bir hale getirmek için üç boyutlu gürültü iptal, MEG sistem tarafından istihdam devre dışı bırakma tipik olarak istihdam edilmektedir ayrılık (SSS) yöntemleri.
    2. Karşılık gelen T1 ağırlıklı yapısal beyin taramaları ile M/EEG kayıtları daha sonra Co-kayıt için almak için bir MRI tarayıcı kullanın.

3. çalışma tasarım ve iletişim kuralı

Not: Bir iki yönlü crossover deneysel protokol izlemektedir. Bir hafta en fazla dört oturumları test arasında ayrılmış her ders için iki ayrı test oturumu gerçekleştirin. N2O ikinci kolundan verilir ise çalışmanın bir kol Xe yönetim oluşur. Katılımcılar kör sağlık personeli yönetilen gaz türüne ve araştırmacılar yordamda küçük farklılıklar nedeniyle değil onların Yönetim için takip edilmektedir.

  1. Onay alındıktan sonra bir kapsamlı tıbbi geçmişi röportaj ve kan basıncı, kalp hızı, vücut sıcaklığı ve tepe Ekspiratuar akışı içeren önemli işareti ölçümleri katılımcı uygunluğu doğrulayın. Katılımcı uygunluğu onaylandıktan sonra konu MEG gürültü önceden tahmin edilemeyen hiçbir kaynağı sağlamak için kısa bir ölçüm uğrar.
  2. EEG kap konunun başında yerleştirin ve tüm elektrotlar jel. 5 HPI bobinler üzerinde sürekli baş MEG konumda kaydetmek için kap ekleyin.
    1. EEG-kanalları, HPI bobin pozisyonları ve ilgilinin burun üzerinde ekstra puan dijital ortama ve MEG'in eşlik eden yazılım paketi kullanarak tüm konumları saklayın.
    2. MSR için konu taşımak, onların elektrik iletişim impedances 5 kΩ altında olmasını sağlamak için gerekirse EEG amplifikatör ve yeniden jel elektrot elektrot kap bağlanır.
  3. MEG ve EEG ek olarak, üç ek İki kutuplu biyo-kanal kayıt olun.
    1. Anestezik Ajan yönetim Kas tonusu değişimler ile ilişkili olduğundan, kayıt bir çift tek kullanımlık Ag/AgCl elektrot kullanarak electromyogram (EMG) submentally mylohyoid ve digastric (ön karın) kasları etkinliklerini kaydetmek için yerleştirilir.
    2. Elektro-oculogram (EOG) elektrotlar yukarıda bir göz, kaş ve karşılık gelen yanal canthus yakınındaki bir çift ekleyerek kayıt ve üç kurşun Elektrokardiyogram (EKG) kayıtları her bilek ve dirsek (bkz: zemin elektrotları kullanarak gerçekleştirmek Şekil 1).
  4. Katılımcıların gözleri deneme, tüm kayıt aşamalarında kapalı tutmak için sor.
  5. Konu klinik yönetim anestezi uzmanı ve anestezik bir hemşire ya da diğer uygun eğitimli klinik gözlemci ile gerçekleştirin. MSR konu katılımcının durumda (özellikle yüz maskesi mühür ve ilgilinin hava yolu) ve anestezi uzmanı, gaz teslimini düzenlemek için kontrol odasında bulunan ve elektronik sürekli olarak izlemek için oturup hemşire/gözlemci var. izleme.
  6. Bir takım üç verileri toplamayı: izleme ve denetleme MEG edinimi bir üye sinyal, başka bir izleme ve EEG ve başka bir başlatma ve durdurma bilgisayarlı işitsel sürekli performans görevi sırasında kazancın denetleme konularda yanıt, tüm deneysel zamanlamaları koordine ve dakika kan basıncı ve sonunda gelgit gaz konsantrasyonları ve anestezi uzmanı tarafından sağlanan gibi gaz debisi kayıt izleme.
  7. Sürekli olarak görme yolu ile de deneme tüm aşamalarında sonraki değerlendirme için kaydeder uygun bir fotoğraf makinesi MSR katılımcısı izlemek ve gözden geçirin.
  8. Davranışsal yanıt bir işitsel sürekli performans görevi (aCPT) kullanarak deney boyunca devam eden düzeyini ölçmek. MEG uyumlu kulaklık 1 veya 3 kHz frekansını sabit stereo genlik (yaklaşık 76 dBA), 2-4 saniye tekdüze dağılım çizilmiş arasında arası uyarıcı aralığını ile bir binaural işitme tonuyla sunmak için kullanın.
    1. Katılımcının her elinde düzenlenen iki ayrı buton kutuları kullanarak mümkün olduğunca hızlı bir şekilde cevap isteyin. Sol kullanın ve her kutusunda doğru düğmelere bir düşük veya yüksek frekanslı sesi, sırasıyla karşılık ve sol ve sağ düğmesini kutuları, sırasıyla, katılımcının yokluğu veya mide bulantısı, olup olmadığını göstermek.
  9. Yanıt verme hızını deneme boyunca yakından izleriz. Reaksiyon süresi gecikme süresi ve doğruluk (doğru olarak sınıflandırılmış sesleri yüzdesi) yanıtları otomatik olarak de kadar bir gerçek zamanlı gösterge katılımcıların davranış elde etmek araştırmacılar için MSR dışında bir monitörde görüntülenen kaydedilir Devlet.
    1. (Mide bulantısı gösteren) birden çok sıralı sağ düğme kutusu yanıt, MSR gözlemci uyar ve yönetim gaz yönetme anestezi uzmanı kusma önlemek için aniden sona erdirilecek gerekir.
  10. Kayıt gözleri kapalı dinlenme EEG ve MEG 5 min bir 5 dk gözleri kapalı temel EEG/MEG kaydederek takip ile belgili tanımlık kul aCPT görevi gerçekleştirmek için.
  11. Konu MSR kaldırmak ve anestezi uzmanı tarafından Sol kolundaki fossa yerleştirilmesini 20 gauge intravenöz kanül için izin verir. Anti-kusturucu yönetim, yavaş yavaş 1-2 dakika, 4 mg deksametazon ve 4 mg ondansetron59, oluşan bir dönemde meydana gelen izler herhangi bir kusma ile N2O sık sık gözlenen anestezik gaz Solunduğunda neden önlemek için daha yüksek konsantrasyonlarda60kullanılır.
  12. Yüz maskesi takın ve devre değiştirilmiş uyku apnesi sürekli pozitif airways basıncı (CPAP) koşum kullanarak konu nefes ve konu konfor ve 5 cm H2O pozitif basınçta herhangi bir sızıntı olmaması için değerlendirmek.
  13. Konu MEG için kalan çalışmanın içinde oturmaya devam MSR dönün.
  14. Baş ve vücut hareketi büyük eserler elektromanyetik kayıtları neden olabilir ve yönetimi sırasında gerçekleşmesi beklenen bu yana eşzamanlı MEG ve EEG kayıtları sırasında sınırlı konu hareket sağlamak için önleyici adımlar bir dizi çekmek dissosiyatif anestezik ajanların psikomotor ajitasyon ikna etmek için iyi bilinen onların eğilimi nedeniyle.
    1. Bir düşük yoğunluğuna yapılmış özel olarak oluşturulmuş bir kap koyun pozisyonu kafa büyüklüğü ve şekli ne olursa olsun MEG dewar kask içinde güvenlik altına alır başında tutamaçlarından köpük.
    2. Ayrıca, bir bez koşum uyluk ve gluteal kas sarmış ve herhangi bir sarkma/katılımcının dikey konumda oluşan kambur en aza indirmek için MEG sandalyenin arka için güvenli kullanım (bkz. şekil 1).
    3. Kayıt sırasında HPI sargılar, deney tamamlandıktan sonra Çevrimdışı görüntülemek için kullanarak sürekli pozisyonu takip (daha fazla bilgi için veri çözümleme bölümüne bakın).
  15. Katılımcı güvenli bir şekilde konumlandırılmış bir kez yönetmek % 100 O2 ilham ve bu onların sonu gelgit O2 konsantrasyon olana kadar 30 dakika devam > % 90'ı onlar are etkili de-kattım, sağlamak için gerekli bir işlem gösteren sonunda gelgit anestezik gaz konsantrasyonları doğru ölçümler.
    1. Denitrogenation son 5 dakika boyunca, son 5 dakika gözleri kapalı dinlenme EEG/MEG aCPT herhangi bir etkileri Anti-kusturucu yönetim ve denitrogenation beyin aktivitesi üzerinde olabilir emin olmak için kayıt daha sonra belirlenen kontrollü ve gerçekleştirmek için.
    2. Bu üçüncü temel kayıt önceki taban çizgilerine (Anti-kusturucu ve görev gözleri Anti-kusturucu kapalı olmadan kapalı dinlenme gözler) karşılaştırmak antiemetik ve aCPT spontan/dinlenme M/EEG üzerinde var etkilerini belirlemek için. Taban çizgilerine Anti-kusturucu kapalı dinlenme gözleri görev gözleri Anti-kusturucu ve görev gözleri ile Anti-kusturucu, sırasıyla kapalı kapalı için 1, 2 ve 3'te el yazması taban çizgisi olarak adlandırılır.

Figure 1
Resim 1 : EEG gösteren görüntüler, EOG, EMG ve ECG elektrot düzeni ve genel kurmak içinde MSR. (A) EEG, EOG kaydetmek için kullanılan 64-kanal MEG uyumlu kap üzerinde ve sol göz altında yerleştirilmiş gösterilen iki elektrot kullanarak kaydedilir gösterir, EMG çene yerleştirilen iki elektrot kullanarak kaydedilir ve ECG yerleştirilen iki elektrot kullanarak kaydedilir bilek. (B) özel yapım köpük kap ve koşum takımı konu hareket kayıt sırasında en aza indirmek için kullanılan gösterir. (C) başından MEG içinde konumlandırma ve sıkı uygun gaz maskesi ekleme içeren anestezik yönetimi için gerekli son yapılandırması gösterilmektedir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

4. gaz Yönetim Protokolü

Not: Gaz Yönetim Protokolü çalışma kolu bağlı olarak biraz değişir.

  1. XE 4'te yönetmek step-wise düzeyleri ve N2artan O üç step-wise artan seviyeleri. İlk üç gaz seviyesi her gaz için 0,25 (düzey 1), eş-MAC-uyanık düzeylere 0,5 (düzey 2) karşılık gelen ve 0,75 (düzey 3) MAC uyanık konsantrasyon. Bu konsantrasyonu % 8, % 16, % 24 ve % 16, %32, % 47 konsantrasyonları Xe/O2 ve N2O/O2, sırasıyla vardır.
    Not: 4th düzeyi için Xe 1.3 kez MAC uyanık konsantrasyonu için karşılık gelir.
  2. Öyle ki katılımcıların % 95'i (bugüne kadar alınan tüm dersler tam duyarlılık kaybı aCPT görev sırasında elde) bilinç bu düzeyde kaybetmek bekleniyor Xe için 4th gaz düzeyini seçin. N2iyi belgelenmiş eğilimi nedeniyle mide bulantısı ve kusma yüksek konsantrasyonları ikna etmek için O bir konsantrasyon bilinç katılımcıların % 95 (~ %75) ikna etmek yeterli bir N2O düzeyde dahil değildir. Şekil 2 gaz yönetim profilleri özetler.
  3. Tüm eş-MAC Xe ve N2O düzeyleri için biraz farklı bir metodoloji gerektiren % 42 Xe/O2dışında aynı deneysel yordamı (4,4 bkz. aşağıda).
    1. Her düzey başlangıcında, konu ve anestezik hemşire/klinik gözlemci bilgilendirmek gaz yönetim başlamak ve EEG ve MEG kaydetmeye başlamak, gaz yönetim başlar ve aCPT görevi başlatmak için yönetme anestezi sinyal olduğunu. Gaz yıkama bileşenini sonra hedef bitiş gelgit gaz toplama bu dönemin sonunda ulaştı öyle ki 10 dakika süreyle ortaya çıkar ve 5 dakika (varsayılan kararlı durum faz) saklanır.
    2. Bu 5 dakikalık kararlı durum süre sonunda, wash-out ile %100 O2 yönetim 10 dakika sırasında son gelgit gaz toplama 0 olarak döndüğü bir dönemde gerçekleştirmek.
    3. Sonraki adım gaz seviyesi için yordamı yineleyin.
      Not: Yanıt (LOR) Xe için kaybı % 42 Xe/O261bir konsantrasyon, katılımcıların % 95 elde etmesi bekleniyor. Anestezik hemşire/klinik gözlemci ve düğme yanıt kaybı LOR belirtmek kadar bu düzeyde yönetim gelince daha düşük seviyeleri oluşur.
  4. LOR elde sonra 10 dakika ya da anestezi uzmanı kadar Xe gaz düzeyde tutmak ya da anestezik hemşire/klinik gözlemci hangi wash-out ile %100 O2 alır yerler sonra devam etmek için güvenli olmayan düşünün. Hangi anestezi uzmanı bu devam etmek için güvenli olmayan düşünebilirsiniz örnekleri sık basarak gösteren mide bulantısı, glottal sesler, kusma gibi aşırı salya veya yutma ve vaso-vagal reaksiyon belirtileri sağ düğme kutusu içerir.
    Not: Bu en üst düzeyde önemli dikkatli ve Xe gaz yönetim durdurulması için düşük bir klinik eşik ayarlayın. Yazarın deneyimi bu düzeyi tükürük ve retching benzeri davranış görünümünü, eğer birikmesi izin devam edebilir için yutma, bir azalma ile ilişkili olabileceğini önerdi Regürjitasyon maske içine foreshadow. Doğal olarak, bu sonuçları yaşamı tehdit eden aspirasyon içerebilir. Daha az yoğun tepkiler daha düşük gaz düzeylerinde meydana ve böylece tüm step-wise gaz seviyesi yönetimi sırasında sürekli tetikte olmasi yüksek düzeyde egzersiz olanağı da sağlar. Bu potansiyel havayolu sorunlara ek olarak, özellikle de genç erkek katılımcılar vazovagal senkop için potansiyel unutmayın. Onların yaş ve geçici sıvı ve besin kısıtlamaları tüm risk faktörleri62vardır.

Figure 2
Resim 2 : Gaz Yönetim özetini profilleri Xe ve N 2için O. Zaman çizelgesi ve gaz konsantrasyonları tabii ilaç idaresi için N2O (üst) ve Xe (alt) sırasında. Her zaman çizelgesi Yukarıdaki sayıların süreyi dakika başlangıcından itibaren ilk gaz teslim gösterir. Her seviyede bir tepe equilibrated gaz konsantrasyonu 10 nokta bir 5 dakika sabit sırasında equilibrated en yüksek gaz konsantrasyonu korunur, devlet tarafından ve daha sonra bir 10 dakika Silinerek geçiş sıcaklığına dakika ulaşılır. En yüksek konsantrasyonları, ardışık olarak zaman içinde artış gaz equilibrated. Hazırlık deneme yanı sıra noktadan sonra gaz Yönetim için zaman çizelgesi gösterilir değil olduğunu unutmayın. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

5. yapısal tarama

  1. Önce MRG, E vitamini kapsülleri imleyicileri burun apex için sayısallaştırılmış indirgeme puan ve sol ve sağ preauricular noktaları vurgulamak için kullanılmak üzere katılımcının başının üstüne yerleştirin. Bu MEG/EEG kaynak görüntüleme MRG tabanlı Nöroanatomi için ilişkilendirmek çalışırken bir daha iyi co-kayıt algılayıcılar MEG/EEG ve MRI beyin taramaları sağlar.
  2. Katılımcı iyi bir tek yapısal T1 ağırlıklı MRI tarama, ya sonra kolunu çalışmanın tamamlanması elde etmek, aksi halde ayrı bir gün yapısal beyin görüntülemesi için geri isteyin.

6. katılımcı takip

Not: Konu bir arkadaş veya göreli eşliğinde gitmekte özgür.

  1. Deşarj bilinç Derecelendirme ölçeği (5 D-ASC); 5 boyutlu Altered States kesilmiş sürümü tamamlamak için Katılımcı sormak bir soru formu aracılığıyla görsel analog ölçek63,64normal ve değiştirilmiş bilinç durumu karşılaştırarak bireysel farklılıklar erişmek için tasarlanmış.
  2. Buna ek olarak, genel deneyimlerini kısa bir anlatı gönderme gibi belirli ayrıntıları deney sırasında düzey bağımlı nitel etkileri hakkında sormak.
  3. Bu belgelerin tamamlanması ve 24 saat sonra her kayıt oturum araştırmacılar için gönderilmesi her ikisi de var.

7. veri analizi

Not: Temel veri analizi Önişlenmiş MEG/EEG veri, spektral topografya, baş hareketleri, yanıt verme puanlama ve işitsel uyarılmış yanıt örnekleri oluşturmak için ilgili adımları kapsayan MEG/EEG sensör düzeyinde bu bölümde açıklanmaktadır. Böylece okuyucu kaydedilen veri önemli özellikleri anlayabileceği bu makalenin resimde tipik örnekler üzerinde odaklanmıştır. Veri bütünlüğünü ve kalitesini kanıtlamak adımları ön işleme toplanan önemli detaylara ilke amacı bu analiz bölümünde olduğu gibi hiçbir intra bireysel veya group-wise istatistiksel analizleri yapılmaktadır. Ayrıntı yok onlar yönteminin açıklaması kapsamı dışında kalan gibi bu veri55,56 at yerine olabilir sayısız analizleri için sağlanır.

  1. Uygun veri analiz yazılımı kullanan bir masaüstü bilgisayarda çevrimdışı veri analizi tamamlamak ve ilgili avadanlıklarını EEG ve MEG veri işleme için kullanın. Yazarların boru hattı, düzenleyeceği araç kutusu65 20160801 sürümünü kullanın.
  2. Kafa hareketi her MEG ilk dördey koordinatları sürekli baş konumlarını bir dizi olarak MEG kayıtları temel ve her bağımlı düzey bir parçası olarak kaydedilen 5 HPI bobin sinyalleri analiz ederek elde ederek kayıt sırasında hesaplamak. Baş pozisyonlar dördey Kartezyen koordinatlar dönüştürün.
  3. 6 montaj ve N2O ve Xe için 7 Kayıt (temel 1, 2 ve 3, gaz seviyeleri 1-3 veya 1-4 sırasıyla) silah çalışma. Zaman kayması ham EEG iki sinyal türlerini eşitlemek için MEG verileriyle ilgili ortak bir tetikleyici kanalında dayalı. Bu formu eşitleme EEG kayıt sistemi seçimi doğar.
    Not: Birçok MEG sistemleri inşa MEG ve EEG çok hassas elektronik düzeyi eşitlemesi sunar EEG sisteminde içermelidir, ancak çoğu zaman düşük çözünürlüklü DAC niceleme 16 bit var. Bu nedenle, harici bir EEG sistemi kullanmaktadır (bkz: 2.3) daha yüksek 24-bit EEG genlik çözünürlüğü daha yüksek bir tolerans elektrot için etkinleştirmek için sahip potansiyelleri, düşük frekans bilgi ölçümü ve düz Frekans tepkisi tüm kanalları üzerinden ofset.
  4. Gaz teslim ve aCPT performans içeren tüm kayıtları için zaman sıfır aCPT görev/gaz teslim başlamasından için yeniden tanımlayın.
  5. Görsel olarak ham MEG verileri inceleyin ve herhangi bir kötü kanal daha fazla çözümleme dışı bırakmak. Ardından, MEG-sistem yazılımı uygulanan bir zamansal sinyal alan ayırma algoritması76 kullanarak verilere filtre uygulayın. Algoritma alıcı dizisini dışında manyetik girişim kaynaklarından bastırır ve dolayısıyla dış veya katı vücut hareketi eserler bir azalma olur. Çıkış veri kümesi daha fazla işlem için seçili manyetometreler (102 kanalları) ile kullanılmak üzere veri analiz yazılımı alın.
  6. Bant geçiren Filtre 2-50 Hz'de MEG ve 50 satır Parazit filtreleri uygulamak, 100 ve 150 Hz. Visual artifakı algılama ve düzenleyeceği Yazılımda uygulanan bir otomatik artifakı algılama yordamı manipülasyonun herhangi bir öğenin kaldırılmasına olanak tanıyın. Herhangi bir kesimleri göz yanıp söner, kalp atım ya da kas yapıları ve veri dışında tut içerir kontrol edin yanı sıra herhangi bir parça kafa hareketi 5 mm (aşağıya bakın) büyük önemli değişiklikler ile ilişkili.
    Not: Her 5 dakika temel veya dönem equilibrated gaz başlangıcı ile ilgili 5 mm den büyük hareketleri MEG kaynak görüntüleme 5 mm (örneğin için sipariş bir Uzaysal çözünürlük genellikle bu yana sürekli olarak alınan MEG veri reddetmek için kullanılır MEG/EEG beamformers55). Ancak bu tür yöntemler bu yazının kapsamı dışındadır ancak hareket tazminat MEG veri gerçekleştirmek mümkün66 tercihan--dan reddeden veri bölütlerini önemli kafa hareketi ile ilişkili olduğunu.
  7. MEG verilerle gibi görsel olarak 64-kanal ham EEG inceleyin ve herhangi bir kötü kanal daha fazla veri çözümleme dışı bırakmak. Bant geçiren Filtre MEG gelince aynı frekans aralıkları kullanarak veri. EEG yaklaşımlar görüntüleme kaynak için standart olduğu gibi ortak bir ortalama için yeniden başvuru. Son olarak, bu karşılık gelen MEG ile çağdaş eserler içeren herhangi bir parçaları kaldırın.
  8. Spektral özellikleri MEG/EEG veri görselleştirmek için tek taraflı genlik spectra EEG kanal FPz, Cz ve Oz ve orta hat frontal, Merkez ve oksipital MEG magnetometer kanalları ( şekil 3 ön-arka orta çizgi boyunca hesaplaması ).
    1. Alfa grubu (8-13 Hz) güç sensörü düzeyi topografik Haritası MEG/EEG için değişiklikleri gözlenen güçlü Alfa grup N2O ve GABAergic anestezi25,31,67 için daha önce verilen hesaplamak .
    2. EEG veri için FPz kanal daha iyi Alfa güç değişiklikleri vurgulamak amacıyla topografik Alfa grup güç hesaplamak için referans olarak kullanın.

Figure 3
Şekil 3 : EEG (A) ve MEG (B) sensör düzenleri başın üst görülebilir ve bir uçağa basık. Nerede manyetometreler ### 1'de biten algılayıcılar ve sensörler ### 2 veya ### 3 biten gradiometers MEG üçlü yapı unutmayın. Kırmızı kutuları kanalları EEG ve MEG, FPz (ön), Cz (orta) ve Oz (Art) ve ön, orta ve oksipital Manyetometre kanalları spektral özelliklerini sırasıyla görselleştirmek için kullanılan ön-arka orta çizgi boyunca gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

  1. İşitsel uyarılmış yanıtlar için süzülmüş artifakı ücretsiz MEG ve EEG veri aCPT görev içeren her kayıt için alma. Dönem-1000 ms gelen sinyalleri +2000 MS sesi göre kez tetiklemek ve tüm kullanılabilir yapı ücretsiz dönemini ortalama. Uyarıcı tetikleyici oluşturma ve ses dikkate teslim kulak arasındaki gecikme süresi bu durumda 190.5 ms al.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bu bölümde bir konu aynı anda kayıtları tipik özelliklerini göstermek için alınan verileri kullanır ve bilincin indüklenen anestezi daha iyi anlaşılmasını katkıda potansiyeli, bu tür bilgilerin değişmiş. Fuar basitleştirmek için sonuçlar için kayıtlar i) sonrası anti-kusturucu hap yönetim temellerin (temel 3), II) 0,75 eş MAC uyanık gösterilen en yüksek gaz konsantrasyonları (düzey 3) N2O (% 47) ve Xe (% 24) ve III) Xe en yüksek gaz konsantrasyonu % 42 () Seviye 4). N2O ve Xe, sırasıyla kabul en üst kararlı durum düzey oldukları gibi düzeyleri 3 ve 4 seçilmiştir. Ayrıca, Düzey 4 Xe yanıt, bir devlet değil genellikle N2için O. ulaşılabilir net kaybı içerir

Kafa hareketi ölçüde açıkça göstermek için birden çok kayıt sırasında zamanın bir fonksiyonu olarak tüm 5 HPI bobinleri mutlak konumlar gösterilir. Şekil 4 taramalar sırasında sınırlı hareket sağlamak için takip adımlar kabul edilebilir düzeyde farmakolojik müdahale rağmen baş ve vücut hareketi ile ilişkili olduğunu açıkça göstermektedir. Geniş kafa hareketi önemli bir örneği şekil 4(II) 20-25 dakika (Silinerek geçiş döneminde) otelde büyük kafa hareketi kaydedildi arasında görülebilir. Böyle dönemleri görsel olarak algılandı ve verilerden temizlendi. Protokol istikrarlı son gelgit gaz konsantrasyonları her düzeyde kolayca ve kolayca elde edilebilir sağlar (bkz. şekil 4), sağlam aCPT görev kullanarak değerlendirilen konu yanıt ile. Açıkça rakamlar 4(ii) ve 4(iv) xenon ve azot oksit 5 dakika kararlı duruma aşamaları sırasında yanıt biçilen bu indirimleri gösteriyor. Şekil 4 (v) gösterir yanıt (%0 doğruluk) kaybı kararlı duruma döneminde altında %42 Xe yönetim, beklendiği gibi.

Figure 4
Şekil 4 : Kafa hareketi, örnekleri gaz toplama ve aCPT doğruluk saat serisi bir katılımcı (ı) için temel (antiemetik sonrası) 3 N önce gelen 2 O yönetim, (ii) %47 N 2 O (düzey 3), (III) temel 3 Xe yönetim, (IV) önce %24 Xe (düzey 3) ve (v) % 42 Xe (seviye 4). Her alt şekil gösterir mutlak hareketi (üst) (efsane (II) aşağıda gösterir bobinler) 5 baş bobinleri ve konsantrasyon (alt, kırmızı) ve aCPT doğruluk (alt, mavi) zamanında bir fonksiyonu olarak dakika gaz. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Filtre uygulanmış artifakı ücretsiz MEG ve EEG verileri şekil 4 aynı konu için ön-arka orta çizgi boyunca örnekleri O ve Xe Şekil5 N2için hizalanmış 10 ikinci kesim kez gösterilmiştir. Temel (antiemetik sonrası) 3 Xe ve N2O için oksipital kanal (EEG Oz) ve oksipital Manyetometre kanal MEG için güçlü Alfa salınımlar gösterir. Anestezik düzey düzey 3 N2için O (% 47 en yüksek gaz) arttıkça Alfa grup güç özellikle belirgin indirimleri ile toplam sinyal gücü azalır. Buna ek olarak Alfa aktivite Xe yönetim cevaben önemli ölçüde seviye 4 (% 42 en yüksek gaz) kadar azalır değil. N2aksine O artan Xe konsantrasyonları daha net delta (0 - 4 Hz) genliği artış ile ilişkili olan ve teta (4-8 Hz) grup etkinlik, özellikle varlık % 42 MEG (seviye 4) yönetiminde sırasında merkezi siteye temizleyin.

Figure 5
Şekil 5 : Bir saat hizalanmış 10 ikinci penceresinin örnek filtre MEG (A) ve (B) EEG veri yapı-Alerjik şekil 4 aynı konu için (ı) durumlar için temel (post antiemetik) 3 N2 önce O yönetim, (ii) %47 N 2 O (düzey 3), (III) temel (post antiemetik) 3 Xe yönetim, (IV) %24 önce Xe (düzey 3), (v) % 42 Xe (seviye 4). % 24 Xe ve % 47 N2için O, seçilmiş olan zaman döneminin 5 dakika kararlı duruma bir parçası olduğu için % 42 Xe, seçili veri devrin iken duyarlılık kaybı döneminde konunun aCPT yanıt tarafından belirtildiği gibi. Ön (mavi), orta (kırmızı) ve oksipital (yeşil) anılan sıraya göre MEG Manyetometre ve EEG Kanallar karşılık gelir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Sinyal güç şekil 5 ' te gözlenen değişimler daha fazla şekil 6aynı sinyallerin genlik tek taraflı spectra içinde ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Orada ortaya süre iktidarda gözlenen değişiklikler bir dizi satır taban çizgisinden gaz için geçiş ne zaman, en önemli değişiklikler oksipital elektrotlar ile gözlenen güçlü temel Alfa grubu (8-13 Hz) güç kademeli zayıflama görünmektedir gaz konsantrasyonları artan. Bu düşük frekans delta ve teta bandı etkinliği artan ile tamamlanmaktadır.

Figure 6
Şekil 6 : (İ) durumlar için şekil 5 ' te gösterilen aynı MEG (A) ve (B) EEG veriler için genlik spectra temel (post antiemetik) 3 N2 önce O yönetim, (ii) %47 N 2 O (düzey 3), (III) temel (post antiemetik) 3 Xe yönetim, (IV) %24 önce Xe (düzey 3), (v) % 42 Xe (seviye 4). Ön (mavi), orta (kırmızı) ve oksipital (yeşil) kanalları ilgili MEG Manyetometre ve EEG kanalları karşılık gelir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 7 Xe ve N2O gaz toplama artışlara bağlı Alfa grup güç topografya değişiklikleri bir örnek göstermektedir. Xe ve N2O, daha önce N2O ve GABAergic anestezi25,31,67için gözlenen değişikliklerle tutarlı artış ile posterior Alfa güç açık zayıflama unutmayın.

Figure 7
Şekil 7 : Topografik alfa (8-13 Hz) grubu (A) MEG (sadece manyetometreler) ve (B) EEG rakamlar 5 ve 6 için (ı) durumlarında olduğu gibi aynı konu için güç temel (post antiemetik) 3 N2 önce O yönetim, (ii) %47 N 2 O (düzey 3), (III) temel (post antiemetik) 3 Xe yönetim, (IV) %24 önce Xe (düzey 3), (v) % 42 Xe (seviye 4). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Son olarak, şekil 8 rakamlar 5-7gibi aynı konu için protokol ve aCPT görev ile elde edilen örnek sensör düzeyi MEG ve EEG işitsel uyarılmış yanıt göstermektedir. Bu artışlar Xe ve N2O gaz konsantrasyon için bir zayıflaması ilk yanıt tepe ve aynı zamanda gecikme, zayıflama veya daha sonra yanıt tepeler, özellikle sırasında yanıt Xe seviye 4 için kaybı (% 42) kaybolması yol belirtmek.

Figure 8
Şekil 8 : Sensör düzeyi işitsel uyarılmış yanıt MEG (A) ve (B) EEG için aynı konu olduğu gibi rakamlar 5-7 için (ı) durumlar için temel (post antiemetik) 3 N2 önce O yönetim, (ii) %47 N 2 O (düzey 3), (III) temel (post antiemetik) 3 Xe yönetim, (IV) %24 önce Xe (düzey 3), (v) % 42 Xe (seviye 4). Renkli kelebek araziler channel-wise zaman ensemble yanıt-e doğru karşılık gelir. Her kelebek arsa için en yüksek yanıt zamanı ile topografik harita karşılık gelir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu kağıt MEG ve EEG aynı anda kayıt sırasında anestezik gaz teslim N2O ve Xe ile kapsamlı bir protokol ana hatları. Böyle bir protokol indirimleri anestezi kaynaklı elektromanyetik sinirsel ilişkilendirir bilinci eğitimi için değerli olacaktır. İletişim kuralı da teslim sevoflurane veya isoflurane gibi diğer anestezik gazların generalize bekleniyor. Bu indirimleri anestezi kaynaklı anestezikler oldukça farklı moleküler modları ile eylem hedefleri olan bir dizi için bilinç altında yatan ortak, özel ve farklı makroskopik mekanizmaları daha büyük bir anlayış kolaylaştıracaktır. Nasıl anestezi işlevi tartışmalı nörolojik büyük üstün sorunlardan biridir ve davranış nörokimyasal temelini anlamak için tartışmalı anahtar anlama.

Örnek sonuçları sunulan önceki çalışmalarda böylece biz özetlenen ve geliştirilmiştir protokolü olan sadakat ile tasdik anestezik indüklenen EEG güç spektral değişiklikleri, soruşturma ile tamamen uyumludur. N2O yönetimi söz konusu olduğunda, yukarıda özetlenen N2O yüksek ilham düzeyleri için gözlenen EEG Alfa, teta ve delta grup iktidarda düşüşler doğrultusunda sonuçlarıdır (> % 40)25,28, 31. Benzer şekilde, Xe anestezi sırasında bizim sonuçları yüksek yoğunluklu EEG kullanarak Xe etkileri üzerinde birkaç yayımlanmış raporları ile tutarlı. Örneğin, Johnson ve ark. 29 EEG ile artan Toplam güç özellikle frontal bölgelerde, accord sonuçlarını de biz burada sundu tipik sonuçları ile delta ve teta bantlarında bir yavaşlama gösterdi. Daha fazla Johnson ve ark. tespit Xe inhalasyon doğada, aynalar bir gözlem arazi inhomogeneous olmak bu yavaş dalga faaliyet değişiklikleri ile her iki ön ve arka orta hat delta artış ile ilişkili Frekans bandı topografya ön-arka eksen boyunca değişkenlik bu soruşturma sonuçları gösterdi. Referans olarak daha yüksek frekans aktivite değişiklikleri (alfa grubu ve üzeri), resmi daha az ortaya çıkıyor. Hartmann ve ark. 34 açıklanan küresel Alfa etkinlik, biraz yazarların sonuçları ve beta bant (13-30 Hz) güç, genel bir artış ise andıran bir düşüş Laitio ve ark. 33 artış ön Alfa ve posterior alfa aktivitesi bir düşüş gösterdi. Beta ve gama Johnson ve arkfrekans aralıkları. 29 bildirdi gama bant (35-45 Hz) güç yaygın artışlar ise Goto ve ark. 32 bir düşüş gösterdi. Özet olarak, bu yöntem de N2O ve daha basit kayıt yapılandırmaları kullanarak Xe için bildirilmiş olan elektromanyetik beyin aktivitesi içinde değişiklikler temin yapabiliyor.

Xe ve N2O ikna etmek, genlik spectra, Alfa grubu gaz halinde olan yakıtlar anestezik ajanların topografya güç ve işitsel uyarılmış yanıtların yapay doku-Alerjik MEG/EEG verilere filtre efektleri açık örnekler göstermiştir. Daha ayrıntılı veri analiz yöntemleri değişmiş bilincin içinde oluşan ağ bağlantı içinde anestezik eylem mekanizmaları ve karşılık gelen küresel ve yerel değişiklikler önemli bilgi sunmak için beklenebilir. Sensör seviyeli verileri taşıma ve kaynak aktivite seyir daha iyi Nöroanatomi (için bir daha gözden geçirme bkz: 55) ilgili olabilir spontan aktivite değişiklikleri bir gösterimini sağlar. Çeşitli fonksiyonel bağlantı önlemler (için bir daha gözden geçirme bkz: 56) bu kaynak düzeyindeki verilere uygulamadan daha fazla fonksiyonel bağlantı aksamalar anestezi kaynaklı düşüşler var rolünü anlamak için katkıda bulunmak için beklenir bilinç1.

Pharmaco-MEG bugüne kadar altında-kullanılan anestezik Aksiyon, tanılama sedasyon veya epilepsi hastalarında epileptogenic aktivitesinin geliştirme çalışmaları dolu dışında karakterizasyonu için olmuştur. Hall ve ark. böyle MEG çalışmaları önemli örnekler 68 , nerede diazepam tek bir oral doz verildi 69 , Cornwell ve ark. nerede alt anestezik ketamin infüzyon, 70 Saxena vd.71 baktı propofol sedasyon ve Quaedflieg vd. 72' ın soruşturma uyuşmazlığı olumsuzluk remifentanil efektleri. Daha yakın zamanlarda, Muthukumaraswamy ve meslektaşları73 önemli salınım değişiklikler, Alfa, teta ve gama güç, başta olmak üzere yanı sıra önemli açığa ketamin bas yatıştırıcı dozlarda bir fonksiyonel bağlantı soruşturmasında MEG istihdam değişiklikler NMDA aracılı frontal parietal bağlantı içinde. Bizim sonuçlar açıkça potansiyeli ve yardımcı programı aynı anda kaydedilen MEG ve anestezi mekanizmaları Exploring yüksek yoğunluklu EEG gösterilmektedir. Yazarın bilgi için geçici ile insanlarda hiçbir önceki eş zamanlı MEG/EEG çalışma gerçekleştirilen veya gaz halinde olan yakıtlar anestezik ajanların ve böylece burada özetlenen yöntemi umut verici bir biçimde daha fazla çabaları bu yönde teşvik edecek.

Belirtilmelidir bizim iletişim kuralı ile ilgili bazı sınırlamaları vardır. İlk olarak, gaz halinde olan yakıtlar anestezik yönetim unutmayın ile tasarlanmış ve önemli deneysel işlemin ve untrialled, ne zaman anestezi uçucu ajanlar gibi diğer türleri en iyi kullanarak örneği tarafından dikkate alınması gereken değişiklikler henüz gerekir sevoflurane. Yordamı invaziv doğası unutulmamalıdır ancak uçucu inhalasyon anestezi söz konusu olduğunda, biz hava yolu açıklık, emin olmak için bir gırtlak maskesi airway kullanmanızı tavsiye ederiz. İkinci olarak, yanıt verme hızını izlemek için çok basit işitsel sürekli performans görev seçtik. Olay ile ilgili değişiklikleri birincil odağı bu araştırma değildi bu yana basit işitsel sürekli performans paradigma seçildi. Soruşturma için daha daha karmaşık anestezi sırasında beyin aktivitesi ve biliş arasındaki bağıntıları ayrıntılı ve göze çarpan işitsel77, görsel71 ve dokunsal78 uyaranlara kullanılmak üzere gerekir. Anestezi sırasında kafa hareketi da olası bir görüntüleme yıkmak baş MEG dewar, katılımcı MEG sandalye ve katı veri yapı güvenli tutar bir koşum takımı içinde güvende tutan bir ölçüye göre köpük kap kullanımı yoluyla ele olduğunu kaldırma yordamları. Son olarak, hangi diğer müfettişler kolayca bu protokolü takip olabilir ölçüde ölçmek bir açık insan faktörleri analiz79 bu kağıttan eksiktir. Biz birkaç notlar sınırlamaları ve inhalasyon anestezi xenon ve N2O EEG/MEG kaydederken kullanarak gerçekleştirme ile ilgili diğer faktörler sağlarken, belirli ölçümleri performans geliştirme amacıyla kullanılmıştır kaynak ve zaman iletişim kuralının belirli bölümlerine göreli dağıtımını gösterir.

Burada özetlenen bulgular açıkça aynı anda MEG ve EEG en az kafa hareketi ile ilişkili yüksek kalitede veri sağlayarak süre kısıtlayıcı bir ayar MEG Manyetik korumalı çevre kaydetmek mümkün olduğunu gösteriyor ve adventif artifakı. Tür yöntemler gibi onlar sırayla klinik izleme ilerleme-in anestezikler için olaylar engelleyerek neden olabilir anestezi mümkün herhangi bir evrensel mekanizmaları daha iyi anlamak için kullanılması gereken önemli klinik etkileri olması muhtemeldir perioperatif farkındalık ve ameliyat sonrası sonuçları74,75iyileştirilmesi. Ayrıca, kurulum anestezi araştırmalar için mutlaka sınırlı değildir fakat buna göre çeşitli farmakolojik müdahaleler, gaz halinde olan yakıtlar veya başka bir şekilde karşılamak için değiştirilebilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Yazarlar Mahla Cameron Bradley, Rachel Anne Batty ve Johanna Stephens MEG veri toplama ile değerli teknik destek için teşekkür etmek istiyorum. Teşekkürler Ayrıca için destek ikinci bir anestezi uzmanı Dr. Steven Mcguigan için genişletilir. Paige Pappas çok değerli anestezik hemşire gözetim sağlanan. Markus taş nezaketle onun zaman ve düzenleme ve protokol filme uzmanlık sunulan. Doktor Suresh Muthukumaraswamy veri analizi ve sonuçları yorumlama ile ilgili özel tavsiyeler verdi. Son olarak, Jarrod Gott birçok uyarıcı bir tartışma katkıda, pilot deneyler bir dizi yürütülmesinde yardımcı oldu ve köpük baş küme ayracı tasarımında merkezi oldu.

Bu araştırma bir James S. McDonnell işbirliği hibe # "Yeniden yapılandırma bilinç" George Mashour, Michael Avidan, Max Kelz ve David Liley layık 220020419 tarafından desteklenmiştir.

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

Neuroscience sayı: 131 Magnetoencephalography elektroansefalografi anestezi Xenon Nitröz oksit
Kayıt beyin elektromanyetik aktivite sırasında gaz halinde olan yakıtlar anestezik ajanların Xenon ve sağlıklı gönüllü olarak azot oksit İdaresi
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