Name: electrophysiological measurements and analysis of nociception in human infants
Uploaded: 2011-12-20T12:00:00
Duration: 9 min 18 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants at JoVE.com

Ce travail a été financé par le Wellcome Trust.

Avant toute étude peut être menée sur l&#39;approbation des nourrissons éthiques et éclairé consentement écrit des parents doit être recherchée. Dans cette étude l&#39;approbation éthique a été obtenue à partir de l&#39;University College Hospital de comité d&#39;éthique, éclairé, écrit le consentement parental a été obtenu avant chaque procédure. Cette étude était conforme aux normes établies par la Déclaration d&#39;Helsinki et de bonnes pratiques cliniques. 1. La collecte des données - configuration <ol><li> Placez un minimum de 16 individuels jetables EEG électrodes tasse de Ag / AgCl sur la tête du nourrisson après la peau apprêter selon le système d&#39;électrode de placement de 10 à 20 (figure 1A). Couverture plus complète peut être réalisée en utilisant un bouchon EEG avec électrodes intégrées. L&#39;utilisation d&#39;un bouchon d&#39;EEG rend le processus plus rapide et moins perturbatrice, d&#39;autant que les électrodes sont préparées avec du gel inductive avant de placer le capuchon sur la tête. L&#39;application de jetables électrodes EEG nécessiteplus de temps et de compétences, mais en général se traduit par un meilleur enregistrement. Envisager de réduire le nombre d&#39;électrodes si l&#39;accès à l&#39;enfant est limitée, mais toujours utiliser des électrodes ligne médiane (Cz, CPZ et FCZ). Utilisez FCZ comme électrode de référence pour l&#39;enregistrement. </li><li> Utilisez une pâte conductrice EEG pour optimiser électrode / peau couplage électrique. </li><li> Placez un filet élastique sur les électrodes de les maintenir en place. </li><li> Attachez l&#39;électrode conduit ensemble pour minimiser les interférences électriques. </li><li> Placez une électrode de terre sur la poitrine ou la tête. </li><li> Placer les électrodes EMG sur le biceps crural des deux jambes après l&#39;apprêter la peau (figure 1B). </li><li> Pour enregistrer l&#39;ECG d&#39;activité conduisent placer 1 électrodes ECG sur le corps après la peau apprêter (une électrode sur le côté gauche de la poitrine, une à droite et utilisez l&#39;électrode de masse comme pour l&#39;EEG). </li><li> Placer un capteur mouvement sur l&#39;abdomen pour mesurer la respiration. </li><li> Placer une sonde d&#39;oxymètre de pouls sur le piedpour mesurer la saturation en oxygène et la fréquence cardiaque. Assurez-vous que la sonde est maintenu en place et qu&#39;un signal continu est enregistrée sans abandons. La sonde d&#39;oxymètre doit être mis sur le pied qui est au pied controlatéral dont vous avez l&#39;intention de stimuler. </li><li> Mettre en place un caméscope monté sur un trépied pour encadrer le visage de l&#39;enfant afin que les changements dans l&#39;expression faciale peut être enregistrée. </li><li> Placer une diode électroluminescente (DEL) dans le cadre de la caméra. La LED est reliée au circuit de synchronisation afin qu&#39;il se met à clignoter lorsque la stimulation est présentée pour synchroniser l&#39;EEG, EMG et l&#39;enregistrement vidéo. </li></ol> 2. La collecte de données - Enregistrement <ol><li> Démarrez l&#39;enregistrement vidéo. </li><li> Démarrez l&#39;enregistrement d&#39;oxymétrie de pouls. </li><li> Démarrer EEG / EMG d&#39;enregistrement. </li><li> Attendez jusqu&#39;à ce que le nourrisson est réglée. </li><li> Maintenez le pied, comme si l&#39;exécution d&#39;une ponction au talon et à marquer manuellement les enregistrements d&#39;événements EEG et EMG. Cette époque sera utilisé pour identifier un article de fond le contrôle EEGet l&#39;EMG. </li><li> Appliquer la stimulation tactile en tapotant légèrement une bonde en caoutchouc qui est attaché au bras d&#39;un marteau contre la surface du tendon du talon. Stimuler le pied qui n&#39;est pas attaché à l&#39;oxymètre de pouls. Lorsque l&#39;enfant est stimulé l&#39;EEG / EMG et l&#39;enregistrement vidéo doit être marqué dans les événements afin d&#39;identifier le moment de l&#39;enregistrement lorsque la stimulation a eu lieu. La stimulation tactile peut être marqué par les événements attacher une tête d&#39;impédance pour le marteau tendon qui relie électroniquement le stimulateur à l&#39;équipement d&#39;enregistrement. L&#39;enregistrement vidéo est l&#39;événement-marquée par le flash LED. Attouchements répétés peuvent être appliquées et le stimulus peut être appliqué à différentes régions du corps, c&#39;est à dire l&#39;épaule </li><li> Appliquer une stimulation de contrôle non-nocives en tournant la lancette de 90 degrés et en le plaçant contre les pieds de sorte que lorsque la lame ressort est relâché, il n&#39;a pas de contact de la peau. Cet événement peut-être temps-verrouillé à l&#39;aide d&#39;un accéléromètre fixé à la surface supérieure de tIl lance. L&#39;accéléromètre détecte les vibrations qui se produit lorsque la lame est libérée. </li><li> Effectuez la ponction au talon cliniquement essentiels en conformité avec la pratique clinique dans l&#39;unité néonatale. Attendez jusqu&#39;à ce que l&#39;activité EEG est réglé avant de faire la ponction au talon. Temps de verrouillage de la ponction au talon peut être effectuée de la même manière que pour la stimulation de contrôle. Après la ponction au talon, ne serrez pas le pied pour au moins 30 secondes pour s&#39;assurer que les réponses enregistrées sont uniquement dus à la lance. </li><li> Assurez-vous que la quantité requise de sang est recueilli et préparer les échantillons pour l&#39;analyse clinique. </li><li> Enregistrer les données et arrêter tous les enregistrements. </li><li> Enregistrement des données démographiques de l&#39;enfant et les détails expérimentaux et les entrer dans une base de données pour le stockage sûr et future référence. </li><li> Répétez cette procédure dans l&#39;échantillon requis de nourrissons. Dans cet exemple le nombre de nourrissons = 23. </li></ol> 3. EEG analyse des données <ol><li> Créer époques EEG de 1,7 secondes qui correspondent à chaque stimulation tactile, contrôle et lance et de fond EEG. Epoques devrait commencer 0,6 secondes avant chaque événement. Le nombre d&#39;époques correspondant à chaque modalité devrait être le même. </li><li> Base de corriger les époques en soustrayant le signal de référence moyenne et passe-haut les filtrer à 0,1 Hz. </li><li> Considérez les époques enregistrées à CPZ ou CZ pour une analyse approfondie et d&#39;exclure les époques qui ont été contaminés par artefact mouvement. Mouvement artefact est défini comme un changement d&#39;amplitude supérieure à 50μV en moins de 50ms. </li><li> Aligner les traces de corriger la latence gigue entre 50 et 300 ms post-stimulation et de l&#39;Analyse en Composantes conduite principale (ACP) dans cet intervalle de temps pour identifier le potentiel tactiles (c&#39;est à dire l&#39;activité EEG liée à la stimulation tactile). Considérez les époques pour être les variables et le temps des points les observations. PCA décompose les époques EEG dans les formes d&#39;onde de base, appelées composantes principales (PC) et représentent la variation systématique de l&#39;amplitude du signal à travers des points de temps. </li><li> Exécuter une analyse de variance (Anova) sur le poids de chacun des 2 premiers PC afin de déterminer ce qui représente le potentiel de PC tactiles. Ce sera le PC dont le poids était significativement plus grande après la stimulation tactile de fond par rapport à l&#39;EEG. </li><li> Aligner les traces de corriger la gigue de latence entre 300 et 700 ms après la stimulation et la conduite PCA dans cet intervalle de temps. </li><li> Exécutez une ANOVA sur le poids de chacun des 2 premiers ordinateurs pour déterminer quels PC représente le potentiel nociceptives spécifiques. Ce sera le PC dont les poids étaient significativement plus grands suite à une stimulation nocive par rapport à la stimulation tactile et le fond EEG. </li></ol> 4. EMG analyse des données <ol><li> Calculer la racine carrée moyenne (RMS) du signal EMG dans la première stimulation 1000 ms après pour le contrôle et les stimuli lance. </li><li> Effectuez un test t sur lesle RMS valeurs pour déterminer la nociceptives spécifiques retrait réflexe spinal. </li></ol> 5. Les résultats représentatifs <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig1.jpg" /> <strong&gt; Figure 1 (A) (i) Schéma et (ii) photo des placements d&#39;électrodes pour les enregistrements EEG (modifié le système international 10/20 placement des électrodes); (B). Schéma des placements d&#39;électrodes pour des enregistrements EMG sur le biceps fémoral . <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig2.jpg" /> . Figure 2 (A) des exemples des possibilités sensorielles en Cz évoquée par toucher dans trois nourrissons; (B) des exemples du potentiel nociceptives spécifiques à Cz évoquée par la lance nocives dans trois nourrissons. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig3.jpg" /> Figure 3. Dépendance des poids PC sur la modalité de stimulation en Cz (moyenne ± SEM). Le PC a obtenu entre 50 à 300 ms après le début du stimulus représente un potentiel tactile et le PC a obtenu entre 300 à 700 ms après le début du stimulus nociceptif représente un potentiel spécifique. Le PC (lignes en gras) sont superposées sur les moyennes du Grandobtenus pour tous les types de stimulation (de fond EEG, le toucher, lance nocives) après les traces individuelles ont été alignés dans l&#39;intervalle de temps indiqué. <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig4.jpg" /> Figure 4. (A) Exemple de l&#39;activité EMG chez un nourrisson après (i) une ponction au talon nocives et (ii) toucher du talon. (B) moyenne (± SE) EMG racine carrée moyenne activité EMG chez les nourrissons après que le talon nocives et stimuli tactiles non-nocifs.

<ol>
	<li>Fitzgerald, M., Walker, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infant+pain+management:+a+developmental+neurobiological+approach.">Infant pain management: a developmental neurobiological approach.</a> Nat. Clin. Pract. Neurol. 5 (1), 35-35 (2009).</li><li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oral+sucrose+as+an+analgesic+drug+for+procedural+pain+in+newborn+infants:+a+randomised+controlled+trial.">Oral sucrose as an analgesic drug for procedural pain in newborn infants: a randomised controlled trial.</a> Lancet. 376 (9748), 1225-1225 (2010).</li><li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evoked+potentials+generated+by+noxious+stimulation+in+the+human+infant+brain.">Evoked potentials generated by noxious stimulation in the human infant brain.</a> Eur. J. Pain. 14 (3), 321-321 (2010).</li><li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Premature+infants+display+increased+noxious-evoked+neuronal+activity+in+the+brain+compared+to+healthy+age-matched+term-born+infants.">Premature infants display increased noxious-evoked neuronal activity in the brain compared to healthy age-matched term-born infants.</a> Neuroimage. 52 (2), 583-583 (2010).</li></ol>

Les auteurs déclarent qu&#39;ils n&#39;ont rien à révéler.

Cette vidéo montre comment la réponse électrophysiologique évoquée par une stimulation tactile et nocives, peut être caractérisée chez le nourrisson humain en utilisant des enregistrements EEG et EMG. Les études de ce type aidera à comprendre le développement et la plasticité du traitement de la douleur humaine, et conduire à une évaluation clinique et un traitement améliorés de la douleur infantile 1, 2. Le succès de ces expériences nécessite la collaboration étroite d&#39;une équipe multidisciplinaire. L&#39;expertise est requise dans le domaine de la néonatologie, neurophysiologie clinique, bio-ingénierie et de développement des neurosciences. Il est essentiel que les soins de l&#39;enfant ont la priorité la plus élevée lorsque ces expériences sont menées. L&#39;infirmière de recherche ou un médecin qui effectue la ponction au talon a la responsabilité de bien-être de l&#39;enfant et doit s&#39;assurer que l&#39;expérience est faite en conformité avec la pratique clinique. L&#39;approbation du Comité d&#39;éthique et de l&#39;hôpital ÉCRITEn le consentement parental est nécessaire d&#39;entreprendre ces études. La ponction au talon est un événement clinique requis et ne peuvent pas être répétés pour les besoins de l&#39;étude. Il est donc essentiel que l&#39;enregistrement est recueillie dans un moyen fiable et robuste qui n&#39;interfère pas avec la pratique clinique 3, 4. En particulier, il est crucial que la méthode utilisée pour le temps de verrouillage de la stimulation est fiable et ne pas entraver la collecte de sang cliniques. Toutes les mesures de la douleur du nourrisson ne sont pas nécessairement indirecte, en tant que tels, il est important de s&#39;assurer que l&#39;activité enregistrée est spécifiquement évoquée par l&#39;événement et les aspects nocifs pas les autres de soins de l&#39;enfant 2. Ceci peut être réalisé via la conception technique soignée et de post-traitement des données.

electrophysiological measurements and analysis of nociception in human infants

La douleur est une expérience sensorielle et émotionnelle désagréable. Depuis nourrissons ne peuvent pas verbalement le rapport de leurs expériences, les méthodes actuelles d&#39;évaluation de la douleur sont basées sur les réactions comportementales et physiologiques du corps, comme les pleurs des mouvements du corps, ou des changements dans l&#39;expression du visage. Bien que ces mesures démontrent que les nourrissons monter une réponse suite à une stimulation nocive, ils sont limités: ils sont basés sur l&#39;activation des sous-corticales et des voies motrices somatiques autonomes qui peuvent ne pas être fiable liée à traitement sensoriel central dans le cerveau. La connaissance de la façon dont le système nerveux central répond à des événements nocifs pourraient fournir un aperçu de comment l&#39;information nociceptive et la douleur est traitée chez les nouveaux nés. La procédure du talon autopiqueur utilisé pour extraire le sang de nourrissons hospitalisés offre une occasion unique d&#39;étudier la douleur dans l&#39;enfance. Dans cette vidéo, nous décrivons comment l&#39;électroencéphalographie (EEG) et électromyographie (EMG) du temps-verrouillé à cette procédure de can être utilisé pour étudier l&#39;activité nociceptive dans le cerveau et la moelle épinière. Cette approche intégrative de la mesure de la douleur du nourrisson a le potentiel d&#39;ouvrir la voie à un outil de mesure cliniques efficaces et sensibles.

Watch this Scientific Journal Video about Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants at JoVE.com

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

L&#39;évaluation et le traitement de la douleur chez les nourrissons est difficile parce que les bébés ne peuvent pas verbalement le rapport de leur expérience. Dans cette vidéo, nous décrivons les méthodes quantitatives et des techniques électrophysiologiques analyse qui peut être utilisé pour mesurer la réponse à des événements nocifs du système nerveux du nourrisson.

Mesures électrophysiologiques et d&#39;analyse de la nociception chez les nourrissons humains

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrophysiological Measurements from a Moth Olfactory System

Mesures électrophysiologiques à partir d&#39;un système de Moth olfactive

Insect olfactory systems provide unique opportunities for recording odorant-induced responses in the forms of electroantennograms (EAG) and single ...

Recherche

Neurosciences

Time-lapse Live Imaging of Clonally Related Neural Progenitor Cells in the Developing Zebrafish Forebrain

Imagerie time-lapse en direct de relation clonale cellules progénitrices neurales dans le cerveau antérieur développement Zebrafish

Precise patterns of division, migration and differentiation of neural progenitor cells are crucial for proper brain development and function1,2. To ...

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography (dEEG)

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography dEEG

Enquêter cognition sociale chez les nourrissons et les adultes en utilisant électroencéphalographie réseau dense ( D EEG)

Dense array electroencephalography (dEEG), which provides a non-invasive window for measuring brain activity and a temporal resolution unsurpassed by any ...

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

Méthodes locales et globales de l&#39;évaluation de nociception thermique dans<em&gt; Drosophila</em&gt; Les larves

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Deux enregistrements électrophysiologiques des synapses-réponses évoquées astrogliales et neuronales aiguës dans des coupes d&#39;hippocampe

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Forebrain Electrophysiological Recording in Larval Zebrafish

Prosencéphale enregistrement électrophysiologique des larves dans le poisson-zèbre

Epilepsy affects nearly 3 million people in the United States and up to 50 million people worldwide. Defined as the occurrence of spontaneous unprovoked ...

Stereotaxic Injection of a Viral Vector for Conditional Gene Manipulation in the Mouse Spinal Cord

Injection stéréotaxique d&#39;un vecteur viral pour la manipulation génétique conditionnelle dans la moelle épinière de souris

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central ...

Electrophysiological Recording in the Brain of Intact Adult Zebrafish

Enregistrement électrophysiologique dans le cerveau d&#39;Intact poisson zèbre adulte

Previously, electrophysiological studies in adult zebrafish have been limited to slice preparations or to eye cup preparations and electrorentinogram ...

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

En Vivo mesures électrophysiologiques sur les nerfs sciatiques souris

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological ...

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Nouveau test pour froid dans nociception<em&gt; drosophile</em&gt; larves

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory ...