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Method Article
우리 18 개월 된 아이들과 함께 휴식과 도전 조건에서 자율 신경계의 지속적인 모니터링을위한 방법을 설명합니다. 결과는이 프로토콜은 자율 신경계의 두 가지 의미있는 생리적 반응을 생산 및 응답의 패턴에 상당한 개별 다양성을 유도 할 수 있습니다 것으로 나타났습니다.
자율 신경계 (ANS)는 두 가지, 교감 및 부교감 신경계 구성 및 내부 기관 (예, 심장 박동, 호흡, 소화)의 기능을 제어하고, 매일 및 이상 반응 (1)에 응답한다. 어린이 ANS 대책 행동 장애, 감정 조절, 및 건강 2-7에 관련된 것으로 밝혀졌다. 따라서, 유아 동안 ANS 개발에 영향을 미치는 요인을 이해하는 것이 중요합니다. ANS의 두 가지 자극에 어린 아이의 심장 혈관 반응에 영향을 미치는 생리적 변화 8-11의 유효하고 신뢰할 수있는 조치를 사용하여, 외부 모니터링 장비를 통해 비 침습적으로 측정되었다. 그러나 두 시스템의 통합 기능의 이해를 제한하는 부교감 및 교감 신경계의 동시 측정, 아주 어린 아이들의 몇몇 연구가있다. 또한, majori어린이의 연구는 유아 '휴식 ANS 조치 또는 반응성보고 기존의 타이는 일반적으로 어머니 - 자녀 상호 작용 패러다임을 사용하고, 이하 다른 도전 조건에 ANS 반응성에 대한 알려져있다. 우리 18 개월 된 소아 심장 자율 제어의 비 침습적과 신속한 평가를위한 연구 설계와 표준화 된 프로토콜을 제시한다. 우리는 가정이나 실험실 방문하는 동안 휴식과 도전 조건에서 ANS의 부교감 신경과 교감 신경 가지를 지속적으로 모니터링하는 방법을 설명하고 검증 장비 및 채점 소프트웨어를 사용하여 140 다양한 인종 유아의 샘플에서 설명하는 결과를 제공합니다. 결과는 심장 박동의 변화 및 부교감 신경과 교감 신경 활동의 지표로 나타낸 바와 같이이 프로토콜은 휴식과 발달 어려운 조건 모두에 생리적 반응의 범위를 생산할 수있는 것으로 나타났습니다. 개인은 휴식 수준, 응 답에 변화를 보여도전에 말이지,이 프로토콜은 유아를위한 ANS 개인차의 시험에 유용있는 추가 증거를 제공 도전 반응성.
어린이 자율 신경계 개인차 (ANS) 반응성 신체적 정신적 건강 문제 12-16의 개발과 유지에 중요한 역할을한다. 증거의 성장 몸은 휴식과 반응성에서 ANS 조치 개인차가 어린이가 내면화 및 정신 병리학 4,9,17-19 및 신체 건강에 7,20을 외부화의 변화의 예측 있음을 알 수있다. ANS의 기능의이 직접 또는 주 효과뿐만 아니라, 연구의 축적 몸이 아이들의 반응은 아이들의 복지와 건강에 그 영향을 완화하는 부작용 또는 배우자의 충돌 등의 상황에 맞는 위험 인자와 상호 작용할 수 있음을 발견 하였다 (참조 참조 (21) 검토). 아이들의 자율 반응이, 삶의 과정에서 건강에 중요한 역할, 그리고 그 과정에서 동반 관심을한다는 것을이 성장하는 증거에도 불구하고3 세 미만의 어린이 ANS의 기능의 개발을 검사하는 추가 연구가 필요합니다.
ANS는 두 가지, 부교감 및 교감 신경계로 구성되어 있습니다. 또한 일상 및 이상 반응 1에 응답하여 무의식적 메커니즘을 통해 내부 기관 (예, 심장 박동, 호흡, 소화, 성적 흥분)의 기능을 조절한다. 부교감 신경계 (PNS)는 수면 또는 교감 신경계 (SNS)를 휴식 할 때 낮은 휴식 심박수와 회복 상태를 유지 '휴식과 회복'시스템 비상 사태 또는 위협에 응답하는 '싸움이나 비행'시스템입니다 하나의 심장 박동 (23)을 가속화하여 상황. 호흡기 동 부정맥 (RSA)는 자동차의 SNS 영향력의 안정적인 인덱스 신뢰할 수있는 심장 기능에 PNS의 영향 인덱스 및 예비 토출 기간 (PEP)입니다DIAC가 작동. RSA와 PEP 모두 성인 (24, 25)의 샘플 실험 약리학 봉쇄를 통해 유효한 조치 것으로 밝혀졌다. 최근이 작품은 발전 8,26,27에 걸쳐 ANS 활동의 유효하고 신뢰할 수있는 방법으로 RSA와 PEP를 구축, 아동 및 청소년 샘플로 확장되었습니다. 밴드 스폿 전극을 사용하여 안정적인 임피던스 심전도 측정 (PEP)은 성인의 샘플 (28) 상당 기간 동안 사용되어왔다. 최근 병렬 측정 및 분석 기술은 또한 어린 아이들의 PEP 조치의 컬렉션 드문 있지만, 신뢰성과 어린이 11,29,30의 샘플에서 유효한 것으로 밝혀졌다.
유아와 미주 톤과 호흡 공동 부정맥 조치를 포함하여 어린이에서 작동 PNS에 문학의 현존 큰 몸이있다. 거기 PEP를 사용 SNS 적은 연구하고, 거의 동시에 검사 두자신의 고도로 통합 된 기능의 이해를 구축하기위한 중요한 부교감 및 교감 신경계. 어린 아이들의 PEP의 몇몇 연구 중 대부분은 자신의 프로토콜이 문제 8,31에 대한 응답으로 PEP에 상당한 그룹 수준의 변화를 생성하지 않는 것을 발견. , 연구는 안정성이 초기 단계에 시작 PNS 조치를 휴식에 있다는 것을 증명하고있다 그리고 그들은 기질, 행동, 건강, 13,16,26,32,33과의 관계를 가지고 있지만 그 안정성은 시간이 지남에 따라이 응답 SNS의 제한된 이해하고 개발 관계, 그 발달 궤적 것을 형성 요인. PNS 응답은 사회 참여 (16)에 주로 기인하고 SNS 응답은 (검토를 위해 34 참조 참조) 반영 일뿐만 아니라 보상 감도 "응답 싸움이나 비행"을 제안했다. 어린 아이에서는 laborato 특정 문제를 시뮬레이션하는 도전공예와 그들의 짧은주의 집중 기간에 참여하기. 동시에 PNS와 SNS를 측정하는 데 필요한 일곱 자리 전극과 불편 함이 발생할 수 유아에 대한 측정 문제도 있습니다. 또한, 발달 과학의 분야에서,이 또한 아이들과 함께 작업 아동의 발달 적 요구와 윤리를 존중하면서 충분히 "스트레스 반응"을 유도하는 방법에 대한 몇 가지 기준. 이 문서 18 개월 된 어린이의 부교감 및 교감 신경계 반응을 유도하도록 설계 휴식과 도전적인 조건들로 구성된 표준화 된 프로토콜의 관리 및 채점에 대한 정보를 제공합니다.
ANS 반응성는 일반적으로 개별 생물체 (22)에 걸쳐 변화 비교하거나 휴식 상태로 분리 된 외부 자극에 대하여 생리 반응으로 개념화된다. 심신의 초기 삶의 원인의 시험 그는alth 문제가 응답 적응을 연상하거나 스트레스 도전으로 간주 될 수있는 상황에 아이들의 반응성을 이해하는데 특히 관심이 과학자를 주도하고있다. 도전적인 자극을 발생하는 도메인의 넓은 범위에 걸쳐 반응을 유도 할 수있는 잠재력을 가지고 있지만 문학의 우세는 "스트레스 반응성"로이 현상을 말한다. 따라서, 프로토콜은 아래의 나머지 두 가지 형태를 포함한 여러 도메인에서 ANS 반응을 유도하도록 설계되었습니다 기술 된 18 개월짜리 세 발달에 적합한 과제 (부드러운 자장가 듣고 진정, 중립 비디오를 보면서 동안) : 기대 / 놀라게 (잭 - 더 - 박스에서) 감각 (레몬 주스), 및 (아픈 유아의 외침을 듣고) socioemotional. 프로토콜은, 발달-도전 유아에 대한 참여 및 허용하게하기 위해, 12 개월 어린이 (8) 3-5 세 (11)에 대한 기존의 프로토콜에서 적응했다 (18-21 개월).
여기에 우리가 제시 발달 과제 프로토콜 (DCP) 및 ANS 스트레스의 18 개월 된 연구 방문의 데이터, 식사 및 임신 여성과 그들의 자손의 조기 개발 (SEED) 연구. 건강한 임신과 산모 참가자들은 인종과 다양한 인종 임신 체중 증가와 태아 스트레스의 연구 2013-14 동안 모집 및 과체중, 저소득이었다 하였다. 그녀의 자손의 연구를위한 부모의 동의는 출생 후 자손이 시대의 18-21개월이 2,014에서 2,015 사이되었음을 여기에보고 된 연구에 대한 데이터 수집의 시작 다시 이전 얻었다.
이 연구는 캘리포니아 대학 샌프란시스코의 인간 연구위원회에 의해 승인되었다.
1. 사전 프로토콜 셋업 (장비의 전체 목록 재료 스프레드 시트를 참조하십시오)
단계 1.2에 설명 된대로 그림 1. BioLab 소프트웨어 구성 설정.이 그림은 ANS 데이터를 수집하는 동안 사용되는 구성 설정의 스크린 샷을 표시합니다.
2. 발달 과제 프로토콜의 모자를 준비
3. 아동에 ANS 수집 장비 연결
18개월의 어린이 그림 2. 전극 구성은 참고 :. 2 ECG 전극 리드 II 구성에 적용됩니다. 또한, 목덜미에 대한 대안 전극 배치가 여기에 표시됩니다.
4. 발달 도전 프로토콜에 작업 관리
5. 발달 과제 관리 (CO) 동안 프로토콜 세그먼트를 표시
마커 키 | 행사 | 시간 후에 시작 |
F1 | 자장가 1 시작 | 60 초 |
F2 | 상자 시작 잭 | 60 초 |
F3 | 레몬 주스 스크립트 시작 | 적어도 20 초 |
F4 | 레몬 주스 끝 (물 음료 제공) | 적어도 10 SES |
F5 | 유아 외침의 시작 | 30 초 |
F6 | 자장가 2 시작 | 60 초 |
F7 | 비디오 시작 | 120 초 |
F10 | DCP의 끝 (비디오 끝) | |
F11 | 심각한 불규칙한 이벤트 |
표 1 : 마커 - 키 프로토콜 이벤트에 대한 마킹도전하는 동안 작업. 마커 키 단계 5.1에 기재된 바와 같이 ANS 데이터 파일 내의 중요한 프로토콜 이벤트 드문 발생을 나타내는데 사용 나타낸다.
6. 포스트 발달 과제 프로토콜
7. 호흡 부비동 부정맥 점수
그림 3. HRV 분석 메인 네비게이션 화면. HRV를 사용하여 유아 ANS 데이터를 기록 설정alysis 점수 소프트웨어가 표시됩니다. '이벤트 종류 "상자에 세그먼트, 드래그 이벤트를 점수합니다.
8. 사전 배출 기간 점수
참고 : 임피던스 (IMP) 분석 프로그램이 하나가 임피던스 데이터를 정리하고 인사와 PEP 값을 얻을 수 있습니다.
그림 4. IMP 분석 임피던스 보정 설정 화면. 임피던스 분석 득점 소프트웨어를 사용하여 유아 ANS 데이터를 기록 설정이 표시됩니다.
SEED 연구는 162 어머니 - 자식 댓구 (; 30 % 라티 나, 16 % 흰색, 17 % 기타 또는 다민족 37 % 아프리카 계 미국인)를 등록. 18 월 방문을 위해, 우리는 140 명 (등록 된 샘플의 87 %)와 대면 평가를 완료; 6 참가자들은 멀리 이동하고, 나머지 참가자는 도달 할 수없는 또는이 방문 사용할 수 있었다. 방문 ANS 데이터 수집 구성 요소에 대한 거부 비율이 방문 할 수 어머니에 대한 1백40분의 3 (2 %)이었다. 세 방문 대?...
이 연구는 도메인 (, 감각, 사회, 휴식을 놀라게)의 범위에서 반응을 유도하도록 설계 18개월 된 어린이, 표준화 된 휴식과 도전 과제의 샘플에서 ANS 응답의 범위로 이끄는 것으로 나타났습니다. 이러한 휴식과 도전 조건에서 발견 된 평균 ANS 응답은 유사한 작업 8,11,27,29를 사용하여 어린 자녀와 함께 ANS 응답 속도를 측정 한 다른 사람에 의해보고 된 ANS 값 유사했다. 우리의 샘플에서 발견 ?...
The authors declare that they have no competing financial interests.
This research was supported by NIH 1 U01 HL097973, NHLBI 5 R01 HL116511-02, UCSF-CTSI Grant Number UL1 TR000004, the Robert Wood Johnson Health and Society Scholars Program, and the Lisa and John Pritzker Family Foundation. The authors also wish to acknowledge Michelle Stephens for her assistance with scoring the ANS data as well as Vanessa Tearnan, Marialma Gonzales-Cruz, Yurivia Cervantes, Amy Engler, Stephanie Grover and Karen Jones-Mason for their assistance in collecting the ANS data, and Michael Coccia for his help with the data. We are also thankful to the families for their generous participation in this research and to the volunteers who helped us to test and refine this protocol, including the first author’s two children. We want to acknowledge our mentors who taught us about measuring ANS and why measuring ANS responsivity is meaningful in young children: W. Thomas Boyce, Gary Bernston, and Dave Lozano.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
ANS equipment | |||
Laptop and power cord | Dell | 60-0107-3.0 | Mindware BioLab software requires a PC with 2 USB ports |
ANS data collection software | Mindware | contact company | BioLab acquisition program |
ANS data acquisition unit and cords | Mindware | 50-3711-08 | BioNex 8-slot Chassis |
Snap leads | Mindware | 93-0498-00 | 2 white, 2 red, 2 brown, 1 black |
Spot electrodes | Kendall | 31112496 | 130 model; 7 for each assessment + extras-to be sealed in a ziplock bag at all times) |
ANS scoring/editing software | Mindware | contact company | HRV Analysis, version 3.1.0F and IMP Analysis, version 3.1.0I |
Protocol equipment | |||
tablet computer | Apple | iPad; for playing audio and video clips | |
portable speaker | Polariod | PBT510 | |
Jack in the Box | Schylling | SMJB | Sock Monkey theme |
Lemon juice | ReaLemon | 98077 | 0.14 oz shelf-stable packets |
Pasture pipettes | Grainger | 6FAV9 | 1 ml size, disposable |
Portion cups | Dart Solo Con | 250PC | 2.5 oz, disposable, plastic |
audio files of baby cry | Alkon lab | 30 sec clip recorded in a neonatal intensive care unit | |
audio file of baseline lullaby | Rockabye Baby Music | 60 sec of "Across the Universe" on "Rockabye Baby Lullaby Renditions of the Beatles" CD | |
audio file of final lullaby | Rockabye Baby Music | 60 sec of "Here Comes the Sun" on "Rockabye Baby Lullaby Renditions of the Beatles" CD | |
video file of neutral video | 2 min of Baby Einstein video | ||
Retractable measuring tape | Rollfix | TM04 | |
Miscellaneous materials | |||
Surge protector | to plug in all electronics | ||
2-prong adapter for surge protector | |||
Video camera | Sony | Handycam HDR-CX440 | |
Video Encoder, power and input cords | Mindware | 50-8614-01 | optional; to sync video and ANS data files |
Baby wipes and gauze | for cleaning and drying oily skin | ||
Toys | to distract children during assessment | ||
Visual aids | pictures of child with electrodes on, description of protocol to show participants | ||
Script of protocol for research assistants | |||
Charging cords for tablet and speaker | |||
Doll and stickers | for demonstration if necessary |
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