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

Bu deneyin amacı, iki gaz halindeki ayrışıcı ajan ksenon ve azot oksidin sağlıklı katılımcılara uygulanmasına yanıt olarak beyin elektromanyetik aktivitesindeki değişiklikleri, iki yönlü tekrarlanan ölçüm çapraz tasarımında karakterize etmektir. Deneyin karmaşıklığı nedeniyle, ekipman kurulumunun çoğunun katılımcı gelmeden önce gerçekleşmesi önemlidir. Bunlardan en önemlisi EEG sisteminin manyetik korumalı oda veya MSR'deki konfigürasyonudur.

EEG amplifikatörü, pratik olarak katılımcıdan uzağa MSR'ye yerleştirilir ve yerleşik bir pil veya harici bir korumalı pil kutusu kullanılarak DC gücüyle çalışacak şekilde yapılandırılması gerekir. Amplifikatörden veri kayıt bilgisayarına giden fiber optik bağlantının çalışır durumda olup olmadığı kontrol edilmelidir. Son olarak, MSR'deki bir video kamera, görüş alanı katılımcının yüzünü ve üst göğsünü net bir şekilde yakalayacak şekilde, doktor anestezi uzmanının katılımcının solunum ve hava yolu durumunu net bir şekilde izleyebileceği şekilde yapılandırılmalıdır.

Tutarlı ve karşılaştırılabilir verilerin elde edilmesi için, öncelikle çalışmaya uygunluklarını doğrulamak için katılımcılarla görüşülür. Katılımcılar, psikiyatrik veya nörolojik rahatsızlığı olmayan, yakın zamanda uyuşturucu veya alkol kullanımı öyküsü olmayan ve solunum veya kalp rahatsızlığı olmayan 20 ila 40 yaşları arasındaki sağlıklı erkekler olmalıdır. Katılımcılar deney günü temiz tıraşlı ve en az altı saat oruç tutmuş olmalıdır.

Yüksek kaliteli EEG kayıtları sağlamak için, deneğin saçının yakın zamanda saç kremi olmadan yıkanmış olması ve kurumuş veya ölü deriyi çıkarmak için kafa derisinin sıkıca fırçalanmış olması önerilir. Uygun iletken jel kullanımı ile MEG uyumlu yüksek yoğunluklu bir EEG başlığı uygulanır. Baş pozisyonu gösterge bobinleri daha sonra EEG kapağında önceden tanımlanmış yerlere sıkıca takılır.

Tüm yardımcı biyopotansiyel elektrotlar daha sonra deneğin yüzünde ve vücudunda belirlenen yerlere uygulanır. Daha sonraki analizler için, tüm elektrotların ve HPI bobin konumlarının, daha sonra yapısal MRG ile birlikte kayıt için yörüngelerin, burun sırtının ve yanakların ana hatlarının sayısallaştırılması ile birlikte doğru bir şekilde kaydedilmesi önemlidir. Dinlenme kas tonusunu kaydetmek için iki elektrot submental olarak yerleştirilir.

Elektrookülogram veya EOG kayıtları, gözün üstüne ve altına iki elektrot daha yerleştirilerek yapılır. Ve son olarak, üç derivasyonlu bir EKG türevi, sol ve sağ bilek fleksör yüzeylerindeki elektrotlar tarafından yapılandırılır. EEG elektrot empedanslarının daha sonra yüksek kaliteli kayıtlar elde etmek için beş kiloohm'un altında olduğu doğrulanmalıdır.

Deneyin süresi ve verilen gazların yatıştırıcı etkileri, baş hareketinin en aza indirilmesini hayati hale getirir. Yanal kafa hareketini azaltmak için bir hafızalı köpük kafa desteği uygulanır ve herhangi bir dikey hareketi en aza indirmek için vücudun etrafına bir jüt kayış bağlanır. Gözler kapalı, dinlenme durumu ve temel işitsel sürekli performans görev kayıtları artık gerçekleştiriliyor.

Anestezik gazların uygulanmasının her zaman bir doktor anestezi uzmanı tarafından denetlenmesi hayati önem taşımaktadır. Hasta izlemenin yanı sıra, doktor anestezi uzmanının rolü, bu durumda ksenon vermek ve izlemek için uzmanlaşmış anestezik gaz dağıtım ünitesinin yeterli konfigürasyonunun sağlanmasını içerir. Doktor anestezi uzmanı anestezi makinesini test edecek, maskenin rahatça oturduğunu ve sızıntı yapmadığını kontrol edecek, gaz akışlarını ayarlayacak, bir kanül yerleştirecek, antiemetikler uygulayacak ve ayrıca son antiemetik sonrası temel veri toplama ve gaz uygulama protokolünün başlamasından önce MSR'de oturan katılımcı ile %100 oksijen ile denitrojenasyona başlayacaktır.

Bu aşamada katılımcı, gaz uygulamasına bağlı herhangi bir olumsuz bulantı veya kusma riskini en aza indirmek için denitrojene edilmiş ve deksametazon ve ondansetron uygulanmış olarak MSR'de rahatça oturacaktır. MSR kapısı kapatılmadan önce, anestezi hemşiresi veya uygun şekilde eğitilmiş başka bir tıp uzmanı katılımcının yanına oturur. Kan basıncı manşetinin bağlı olduğu, düğme yanıt kutularının rahat bir şekilde yerleştirildiği ve ayak parmağı veya parmak üzerindeki nabız oksimetresinin güvenli bir şekilde sabitlendiği son bir kontrol yapılır.

Protokol daha sonra, kan-beyin-gaz dengesini sağlamak için her biri 15 dakikalık bir süre boyunca kademeli olarak artan kademeli olarak ksenon gazı seviyeleri veya üç kademeli azot oksit seviyesi sağlayan dört Equi-MAC uyanık vermeye devam eder. Her seviye, istenen gaz konsantrasyonuna ulaşıldığında beş dakikalık bir kararlı durum içermeli ve ardından 10 dakikalık bir yıkama süresi gelmelidir. Tüm seviyeler boyunca, oksijen, karbondioksit ve ksenon veya azot oksit seviyeleri sürekli olarak izlenir ve elektronik olarak kaydedilir.

Her seviyenin sonunda, katılımcılar daha yüksek seviyelere geçmeden önce kısaca değerlendirilir. Çünkü yanıt verme kaybının elde edildiği en yüksek ksenon seviyesinde, hava yolu tıkanıklığı kolayca ve beklenmedik bir şekilde meydana gelebilir ve gerekli tüm önlemlerin derhal alınması için deneklerin MSR'nin hem içinde hem de dışında kalifiye personel tarafından yakından izlenmesi ve sürekli olarak değerlendirilmesi gerekir. Deneyin sonunda, doktor anestezi uzmanı MSR'ye girecek ve hastayla görüşecektir.

Katılımcı daha sonra aparatın çıkarıldığı MSR'nin dışına çıkarılır ve standart postoperatif anestezik bakım uygulanır. Katılımcı ayrılmadan önce, bir akrabası veya arkadaşıyla eve seyahat etmek için güvenli olduklarından emin olun. Önümüzdeki 24 saat içinde, katılımcının prosedür ve sonraki etkilerle ilgili anketleri doldurması gerekecektir.

Bu video öncelikle eşzamanlı EEG ve MEG verilerini kaydederken gazlı anestezi vermede yer alan yöntemleri göstermek için hazırlanmıştır, bu nedenle, izleyiciye kaydedilen verilerin nasıl görünmesi gerektiği konusunda net bir fikir vermek için yalnızca çok temel veri analizi ve temsili sonuçlar sunulmaktadır. Temel sonuçlar, kafa hareketi, gaz konsantrasyonu, zaman seyri ve işitsel görev doğruluğu örneklerini göstermektedir; filtrelenmiş artefaktsız EEG ve MEG verileri; EEG ve MEG spektrumları ve güç topografyası; ve hem taban çizgisi hem de gaz uygulaması sırasında işitsel uyarılmış yanıtlar. Temel sonuçları oluşturmak için, veri analizi yazılım platformları ve araç kutularının bir kombinasyonu kullanılarak aşağıdaki işlem hattı kullanılır.

Ham MEG ve EEG verileri sırasıyla fif ve cnt dosya formatlarında saklanır. Kafa hareketleri, MaxFilter yazılımı ve yazarlar tarafından yazılan bir komut dosyası kullanılarak hesaplanır ve her ikisi de kafa hareketlerini cortonian uzayından Kartezyen koordinatlara dönüştürmek için kullanılır. İşitsel görev doğruluğu ve reaksiyon süresi daha sonra, EEG ve MEG verilerini daha fazla işlemeden önce veri kalitesini değerlendirmek için kafa hareketi ve gaz konsantrasyonu zaman serileri ile zamana uygun olarak hesaplanır ve görselleştirilir.

Verilerin zaman hizalaması, kaydedilen tetikleme sürelerine bağlıdır. Tipik olarak, temel koşullar sırasında baş hareketi minimum düzeyde olurken, daha fazla ayrışmış veya yatıştırılmış durumlarla ilişkili daha yüksek gaz seviyelerinde daha fazla hareket meydana gelme eğilimindedir. Bu, örneğin üstteki figürün kafa hareketini ve alttaki kısmın, gaz konsantrasyonunun ve işitsel görev doğruluğunun gösterildiği %42'lik ksenon kaydında görülebilir.

Yanıt verme kaybının 7,5 ila 12,5 dakika arasında gerçekleştiğini unutmayın. Beş milimetreden daha az mutlak kafa hareketi, kaynak görüntüleme amaçları için kabul edilebilir olarak kabul edilebilir. Beş milimetreden daha büyük hareket içeren veri segmentleri yoksayılır.

MEG ve EEG verilerinin ön işlenmesi başlangıçta bozuk kanalların seçimini içerir. Bunu, harici kaynaklardan kaynaklanan MEG kaydındaki artefaktları kaldırmak için tSSS algoritmasının kullanılması takip eder. İşleme hattının geri kalanı, veri analizi yazılım platformlarının ve analiz için ilgili araç kutularının kullanımını içerir.

Bant geçişi ve çentik filtreleme, analizi ilgilenilen frekans bandına odaklamak için hem MEG hem de EEG verilerine uygulanır. Artefaktlar içeren verilerdeki zaman periyotları, aşırı kafa hareketi değişikliklerini içeren periyotların kaldırılmasına ek olarak görsel incelemeye dayalı olarak reddedilir. Filtrelenmiş artefakt içermeyen MEG ve EEG verileri daha sonra görselleştirilebilir ve anestezik kaynaklı değişikliklerle ilişkilendirilebilir.

Her sensör için genlik spektrumları ve tüm sensörlerdeki spektral bant güç topografyaları daha sonra hem MEG hem de EEG verileri için hesaplanır. Farklı sensör konumlarında genlik spektrumlarının görselleştirilmesi, farklı anestezik seviyelerinin sinyal spektrumları üzerindeki etkilerinin gözlemlenmesini kolaylaştırır. Farklı frekans bantlarında, bu durumda alfa bandında sensör seviyesi güç topografisinin görselleştirilmesi, farklı anestezik seviyelerin uzaysal aktivite modeli üzerindeki etkilerinin gözlemlenmesini sağlar.

Filtrelenmiş artefaktsız MEG ve EEG verileri daha sonra işitsel ton iletim zamanına bağlı tetikleyiciler kullanılarak epoched edilir. Ortalama işitsel uyarılmış yanıtlar daha sonra örnek ortalaması üzerinde zaman içinde oluşturulur. Sensör düzeyinde işitsel uyarılmış tepkilerin görselleştirilmesi, anesteziklerin beynin tepkisi üzerindeki etkilerinin karakterizasyonuna izin verir.

Özellikle, ilk uyarılan yanıtın uyanması ve daha sonra uyarılan yanıtın kaybolması, yüksek gaz konsantrasyonlarından kaynaklanır. Bu temel analizin ardından gerçekleştirilebilecek birçok başka potansiyel ilginç analiz adımı vardır. Literatürde sunulan birçok seçenek olduğu göz önüne alındığında, bunları burada ayrıntılı olarak ele almıyoruz.

Bu seçenekler, beyin aktivitesi ve beyin anatomisi arasındaki ilişkiyi daha iyi anlamak için hüzmeleme veya minimum norm tahmini kullanarak MEG ve EEG kaynak görüntülemeyi içerir. Sensör veya kaynak düzeyinde fonksiyonel bağlantı analizi, anestezik etkiye bağlı beyin ağlarındaki değişiklikleri çözebilir. Ayrıca, küresel beyin dinamiklerinde anestezik kaynaklı değişiklikleri tanımlamak için analizi sensöre veya kaynak düzeyinde işitsel uyaran yanıtlarına odaklama veya işitsel uyarandan bağımsız olarak sürekli verilere bakma seçeneği de vardır.

Bilinçte anestezik kaynaklı azalmaların makro ölçekli mekanizmaları iyi anlaşılmamıştır. Literatürden elde edilen kanıtlar, bilinçte anestezik kaynaklı azalmaların altında yatan fonksiyonel bağlantıda bir bozulma olduğunu güçlü bir şekilde ima etmiştir. Anesteziklerin çok çeşitli moleküler etki hedefleri ve EEG ve MEG üzerinde farklı makroskopik etkileri olmasına rağmen, tüm anestezikler arasında evrensel veya ortak bir makro ölçekli mekanizma olup olmadığı hala çözülememiştir.

Burada, aynı anda MEG ve EEG verilerini kaydederken, varsayılan NMDA reseptör antagonistleri ksenon ve nitröz oksit kullanarak gazlı anestezi gerçekleştirmek için bir protokol belirledik. Bu yöntem, aynı anda kaydedilen MEG ve EEG verileri üzerinde farklı gaz ve uçucu ajanların incelenmesini ve böylece bilinçte anestezik kaynaklı azalmaların evrensel mekanizmalarının araştırılmasını kolaylaştıracaktır.