Bebeklerde P50 Duyu Yolluk

Özet

Dikkatin erken aşamalarını yansıtan serebral inhibisyonun fizyolojik bir belirteci olan işitsel P50 duyusal kapıyı kaydetme yöntemleri açıklanmaktadır.

Özet

Dikkat eksikliği, dikkat eksikliği-hiperaktivite bozukluğu, otizm, bipolar duygudurum bozukluğu ve şizofreni gibi çeşitli nöropsikiyatrik bozukluklarda yaygındır. Bu dikkat eksikliklerinin nörogelişimsel bileşenlerine artan bir ilgi var; Nörogelişimsel, eksikliklerin çocukluk veya yetişkinlikte klinik olarak belirgin hale gelmesine rağmen, eksikliklerin bebeklik döneminde ve hatta doğum öncesi dönemde başlayan beyin gelişimindeki sorunların sonuçları olduğu anlamına gelir. Bu ilgiye rağmen, bebeklik döneminde çok erken dönemde dikkati değerlendirmek için birkaç yöntem vardır. Bu rapor, bir yönteme, bebek işitsel P50 duyusal kapılamaya odaklanmaktadır.

Attention'ın birkaç bileşeni vardır. Duyusal geçit olarak adlandırılan dikkatin en eski bileşenlerinden biri, beynin tekrarlayan, bilgilendirici olmayan duyusal bilgileri ayarlamasına izin verir. İşitsel P50 duyusal geçitleme, EEG'deki değişiklikleri kullanarak duyusal geçitlemeyi ölçmek için tasarlanmış bir görevi ifade eder. Aynı işitsel uyaranlar 500 ms arayla sunulduğunda, ikinci uyarana verilen uyarılan yanıt (tıklamanın işlenmesiyle ilişkili EEG'deki değişiklik) genellikle ilk uyarana verilen yanıta göre azalır (yani yanıt "geçitlidir"). İkinci uyarana yanıt azalmadığında, bu zayıf bir duyusal geçit olarak kabul edilir, bozulmuş serebral inhibisyonu yansıtır ve dikkat eksiklikleri ile ilişkilidir.

İşitsel P50 duyusal geçit görevi pasif olduğundan, küçük bebeklerin çalışmasında potansiyel bir faydadır ve çeşitli nöropsikiyatrik bozukluklarda dikkat eksikliklerinin gelişimsel zaman seyrine bir pencere sağlayabilir. Bu sunumun amacı, yetişkin popülasyonları üzerinde yapılan çalışmalarda kullanılanlardan uyarlanmış bir metodoloji olan bebek işitsel P50 duyusal kapısını değerlendirme metodolojisini tanımlamaktır.

Giriş

Dikkat eksikliği-hiperaktivite bozukluğu (DEHB), bipolar duygudurum bozukluğu ve şizofreni dahil olmak üzere birçok nöropsikiyatrik hastalık nörogelişimsel bozukluklar olarak kabul edilir, yani semptomların başlangıcı en azından kısmen beyin gelişimindeki çok erken sapmalardan kaynaklanır. Erken beyin gelişimsel anormallikleri, tam bozukluğun başlamasından yıllar hatta on yıllar önce sessiz olabilir veya sadece spesifik olmayan semptomlarla ilişkili olabilir. Bu model, bozukluğun tam olarak anlaşılmasının, beyin gelişiminin çok erken dönemlerinde beyin fonksiyonundaki çok ince değişiklikleri ölçmek için yöntemler gerektirebileceğini düşündürmektedir.

P50 duyusal geçit, dikkat sürecindeki erken bir adımı yansıtır^1,2. P50 duyusal geçit, davranışsal ve nörobilişsel dikkat testleriyle ilişkili olan ve serebral inhibitör mekanizmaları yansıtan işitsel uyarılmış potansiyel bir görev olan belirli bir görevi ifade eder^3,4. Bu görevde, deneklere iki özdeş geniş spektrumlu işitsel uyaran ("tıklamalar") sunulurken, bir EEG yanıtı kaydedilir. İşitsel bir uyaran, EEG ile ölçülen tutarlı bir beyin tepkisi ortaya çıkarır; Yanıt, yetişkinlerde uyarandan yaklaşık 50 milisaniye sonra meydana gelen bir dalga içerir. Dalga pozitif yönde olduğu için bu dalga P50 dalgası olarak tanımlanır. Çoğu birey, bir çiftin ikinci uyaranına birinciye göre önemli ölçüde azaltılmış bir tepki gösterir, bu da beynin alakasız tekrarlayan bilgilere yanıtı otomatik olarak engelleme yeteneğini yansıtır (duyusal bilgiyi "kapılamak"). Dikkat eksikliği-hiperaktivite bozukluğu (DEHB), bipolar duygudurum bozukluğu ve şizofreni dahil olmak üzere dikkat semptomları olan birçok psikiyatrik hastalık duyusal geçitte bozulma ile ilişkilidir^5-7.

İşitsel P50 duyusal geçit sonuçları, bir deneğin adrenerjik tonu⁸ tarafından karıştırılabilir. REM uykusu sırasında, adrenerjik tonus azalır ve REM uykusunu görev yönetimi için en uygun zaman haline getirir^9,10. P50 duyusal geçit pasif bir görev olduğundan ve bebekler günlerinin çoğunu aktif uykuda (REM uykusunun bebek versiyonu) geçirdikleri için, P50 duyusal geçit çok küçük bebeklerde bile ölçülebilir.

Protokol

1. Kurumsal İnceleme ve Gözetim

1. İnsan deneklerle yapılan tüm çalışmalar, Kurumsal İnceleme Kurulu onayı ve gözetimi gerektirir. Burada bildirilen yöntemler, araştırmada kullanıldığında, Colorado Çoklu Kurumsal İnceleme Kurulu (COMIRB) tarafından gözden geçirilmiş ve onaylanmıştır.

2. Hazırlık ve Kayıt

1. Bebeği, bebeğin normal uyku saatinde 90 dakika boyunca programlayın. Temiz elektrotlar, iletken EEG macunu ve karanlık bir sessiz oda bulundurun. Başlamadan önce bebeği besleyin, geğirin ve bezleyin.
2. Empedansı en aza indirmek için kafayı silin. CZ en büyük genliğe sahiptir P50¹¹. CZ'ye, alına, bir gözün üstüne ve altına, çeneye ve sağ mastoide bir elektrot yerleştirin.
3. 50 msn geniş spektrumlu uyaranları (tıklamalar) 500 msn uyaranlar arası aralığa sahip çiftler halinde sunun. Tıklama çiftleri 10 saniye arayla sunulmalıdır.
4. 15 dakika sürekli aktif uyku (REM uykusunun bebek eşdeğeri) olana kadar kaydedin. Bebeğin doğal uyku dönemini tamamlamasına izin verin. Bunu başarmak >90 dakika sürebilir. Tüm uyku süresi boyunca bebeğin durumunu (örn. gözler açık veya kapalı, hareket vb.) kaydedin.

3. Veri Analizi

1. 15 dakikalık sürekli, aktif uykuyu tanımlayın. Bu dönem yüksek frekanslı, düşük voltajlı beyin dalgalarına, düşük kas tonusuna, büyük göz hareketlerine sahip olacak ve gözlerin kapalı olmasıyla dikkat çekecektir.
2. 60 Hz paraziti ve düşük frekansı (<1 Hz sapma) ortadan kaldırmak için verileri ^{filtreleyin12}.
3. Her çiftteki ilk sesin sunumuyla dönemleri tanımlayın. Ortalama en az 60 dönem. Kullanılan dönem sayısı ne kadar fazla olursa, sinyal-gürültü oranı o kadar büyük olur.
4. 10-50 Hz arasında bir bant geçiren filtre kullanarak ortalama izlemeyi filtreleyin. Bu, bileşenin daha kolay tanımlanmasını sağlar. Filtrelenmiş ortalama izlemeyi kullanarak, birinci ve ikinci uyarana yanıt olarak P50 genliğini bağımsız olarak ölçün. P50 dalgaları, uyaran sunumundan 40 ila 100 msn sonraki ilk dalga olarak tanımlanır; Genlik, önceki çukurdan zirveye kadar ölçülür.
5. Bir P50 duyusal geçit oranı elde etmek için ikinci sese yanıt olarak P50 dalgasının genliğini, ilk sese yanıt olarak P50 dalgasının genliğine bölün.

Sonuçlar

P50 duyusal kapılama oranları genellikle 0 ile 1,0'ın biraz üzerindeki değerler arasında olmalıdır. 2'nin üzerindeki değerler genellikle yalnızca P50 amplitüdlerinin 1,0 μV'nin altında olduğu durumlarda görülür; bu durum düşük sinyal-gürültü oranını temsil edebilir ve bu değerler ya atılmalı ya da 2,0 değerine yuvarlanmalıdır ¹¹. Genel popülasyondan seçilen bebeklerin ortalama değerleri yaklaşık 0,4 olmalıdır ¹³. Şekil 1, iki örnek izleme sunmaktadır: biri tipik duyusal kapılamaya sahip bir bebeğe, diğeri ise zayıf duyusal kapılamaya sahip bir bebeğe aittir.

P50 duyusal kapılama, çıkarma işlemiyle hesaplanabilir: birinci sese verilen yanıtın genliği ile ikinci sese verilen yanıtın genliği arasındaki fark. Ancak, sinyalin kaynağından kafa derisi üzerinden ölçüm elektroduna kadar olan zayıflamasında geniş bir değişkenlik söz konusudur. Zayıflamayı etkileyebilecek unsurlar arasında kafatası kalınlığı, kafa derisindeki kalıntılar (örneğin kir) ve kafa derisi yüzeyindeki nem içeriği yer alır. Sinyal zayıflamasının bireyler arasında ve aynı bireyde zaman içinde gösterdiği bu farklılık, çıkarma yönteminden elde edilen sonuçların güvenilirliğini azaltır. Bu nedenle, P50 duyusal kapılama genellikle bir oran olarak rapor edilir: ikinci sese verilen yanıtın genliğinin, birinci sese verilen yanıtın genliğine bölünmesi.

P50 duyusal geçitleme oranları sürekli bir ölçüm olarak kullanılabilir. Ancak, bir oran oluşturmak ek değişkenlik getirir. Alternatif bir yöntem, sonuçları “normal” ile “bozulmuş” P50 duyusal geçitleme şeklinde ikiye ayırmaktır. Erişkinlerde, < 0,40 olan oranlar normal, >0,50 olanlar ise bozulmuş kabul edilir¹⁴. 0,40-0,50 arasındaki oranlar belirsiz kabul edilir ve ya her iki gruba eklenebilir ya da sonraki analizlerin dışında tutulabilir. Bebekler için uygun kesme noktaları kesin olarak belirlenmemiştir; ancak ön çalışmalar, erişkinlerde kullanılanlara benzer kesme noktalarının uygun olduğunu göstermektedir¹⁵.

Şekil 1. Örnek İzleme Kayıtları.  Daha büyük görüntüyü görmek için buraya tıklayın.

Tartışma

P50 duyusal geçitlemenin, esas olarak hipokampus, dorsolateral prefrontal korteks ve talamus^16'da bulunan inhibitör nörodevrelerin karmaşık bir etkileşimini yansıttığı düşünülmektedir. Bu nedenle, bebeklerde P50 duyusal geçitteki değişiklikler, beynin bu bölgelerinde değişmiş bir gelişim olduğunu gösterebilir.

Bu beyin bölgelerinde, glutaminerjik piramidal hücrelerin GABAerjik internöron inhibisyonu, GABAerjik hücreler tarafından sağlanan inhibisyon ile muhtemelen geçit sürecinden sorumludur. GABAerjik internöronların kendileri adrenerjik ve kolinerjik girdi ile modüle edilir. Adrenerjik girdi aralıklıdır ve internöronları inhibe eder, bu da piramidal hücreleri inhibe etme yeteneklerini azaltır ve böylece duyusal geçitlemeyi bloke eder. Uyanık bebekleri kaydetmenin zorluklarından biri, elektrot uygulamak gibi çok hafif stres faktörlerinin bile adrenerjik tonu artırabilmesi ve fonksiyonel geçit yeteneklerini ölçme yeteneğini engelleyebilmesidir.

Aralıklı adrenerjik girdinin etkisinin aksine, internöronların kolinerjik stimülasyonu toniktir ve internöron ateşlemesinin artmasına neden olur, böylece duyusal geçitlemeyi iyileştirir¹⁷. Azalmış kolinerjik reseptör ekspresyonu ile ilgili genetik fenotipler gibi kolinerjik girdiyi azaltan faktörler, duyusal geçitlemede kronik sorunlara yol açar¹⁸. Benzer şekilde, REM dışı uyku sırasında meydana geldiği gibi, kolinin nöronal salınımının azalması da nöronlar arası aktiviteyi ve duyusal geçitlemeyi azaltır. Nikotin, akut kullanım nikotinik kolinerjik reseptörleri uyardığı ve duyusal geçitlemeyi iyileştirdiği için ilginç bir bileşiktir^19,20, tekrarlanan veya kronik nikotin kullanımının tek başına kullanıldığında hiçbir etkisi yoktur, ancak diğer agonistlerin²¹ etkilerini bloke eder, çünkü muhtemelen kronik stimülasyon reseptör duyarsızlaşmasına yol açar²². Annenin sigara kullanımı yoluyla doğum öncesi nikotine maruz kalan bebeklerde P50 duyusal geçit^{bozukluğu vardır 12}.

Duyusal geçitlemenin temel biyolojisine ilişkin bu farkındalık, internöronlar üzerindeki kolinerjik reseptörde bir agonist olan diyet bileşeni kolin ile hamilelik sırasında randomize bir takviye denemesinin gerekçesiydi. Takviye, ikinci trimesterin başlarından doğumdan yaklaşık 3 ay sonrasına kadar gerçekleşti. Kolin takviyesi alan bebeklerde duyusal geçit gelişimi^{hızlanmıştır 15}.

Bebek P50 duyusal geçit oranı değerlendirmesi^{uygulanabilir 23}, güvenilir²⁴ ve bebeklik ile^{dört yaş 25} arasında stabildir. Bebek P50 duyu geçitindeki bozukluklar, daha sonraki psikiyatrik hastalıklar için doğum öncesi risk faktörleri^12,26 ve 4 yaşında²⁷ yaşında psikiyatrik semptomlar geliştirme riskinin artmasıyla ilişkilidir. Bununla birlikte, P50 duyusal geçitleme bozukluğu olan bebekler 4 yaşından sonra hiçbir zaman takip edilmemiştir; bu nedenle, bebek P50 duyusal geçitlemenin daha sonraki psikopatolojiyi öngörüp öngörmediği veya bebek P50 duyusal geçitini değiştirme çabalarının birincil önleme stratejileri olarak yararlı olup olmayacağı belirsizliğini korumaktadır.

İşitsel P50 duyusal geçit paradigmasının bebek çalışması için uyarlanması, gelişim sırasında serebral inhibisyonun ne zaman geliştiği ve bu gelişimin daha sonra dikkatle ilişkili nöropsikiyatrik hastalıklara karşı savunmasız bireyler için ne zaman ters gittiği ile ilgili soruların araştırılmasına olanak tanır. Uyumsuzluk olumsuzluğu, göz takibi ve darbe öncesi inhibisyon gibi diğer fizyolojik görevlerle benzer çabalar, erken gelişim için başka pencereler sunabilir. Erken bebeklik döneminde kullanılmak üzere görevlerin uyarlanmasının, bu bozuklukların gelişimsel zaman seyrinin anlaşılmasını artırabileceği ve yeni birincil önleme stratejileri önerebileceği umulmaktadır¹⁷.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
E-Prime Sürüm 2.0 Profesyonel	Psikoloji Yazılım Araçları	EPR-225142	Uyaran sunum yazılımı
Pomza Bileşenli Alkol Hazırlama Pedleri		95000016	Elektrot yerleştirmeye hazırlanırken cildi temizler
Ten20 Macun	Bileşenleri	92100032	Elektrotları yerinde tutmak için yapışkan özelliklere sahip EEG iletken macunu
Grass Ag/AgCl Yüzey Elektrotlar (10mm)	Grass Technologies	FS E5SHC-48	10 mm elektrotlar, kafa derisinin yüzeyinden EEG sinyallerini kaydetmek için kullanılır ve referans ve toprak elektrotları olarak görev yapar
Grass Ag/AgCl Yüzey Elektrotları (6 mm)	Grass Technologies	F E6SHC-48	6mm elektrotlar, cilt yüzeyinden göz hareketlerini (EOG) ve kas gerginliğini (EMG) kaydetmek için kullanılır
Kağıt Cerrahi Bant	Mikro Gözenek	1530-0	Elektrotları yerinde tutmak için kullanılan düşük yapışkan bant
NuAmps Amplifikatör Neuroscan		N/A	EEG Harmon/Kardon bilgisayar kaydı için 40 kanallı monopolar dijital amplifikatör
Hoparlörler	Harman/Kardon	HK206	İşitsel "tıklamaları" sunmak için kullanılır