幼児に心臓自律神経系（ANS）活性の測定 - 休憩と発達課題
Summary
私たちは、18ヶ月の子供たちと一緒に休息と挑戦の条件で自律神経系を連続的に監視するための方法を説明します。結果は、このプロトコルは、自律神経系の両方の分岐に意味のある生理学的応答を生成し、応答のパターンに有意な個体差を誘発することができることを明らかにしました。
Abstract
自律神経系（ANS）は二つの分岐、副交感神経と交感神経のシステムで構成され、内部器官（ 例えば、心拍数、呼吸、消化）の機能を制御し、日常と有害事象1に応答します。子供のANS対策が問題行動、感情の調節、および健康2-7に関連することが見出されています。したがって、幼児期の間にANSの発達に影響を与える要因を理解することが重要です。 ANSの両方のブランチは、刺激に対する幼児の心血管応答に影響を与え、生理学的変化8-11の有効かつ信頼性の尺度を使用して、外部の監視装置を経由して、非侵襲的に測定されています。しかし、2つのシステムの統合機能の理解を制限する副交感神経と交感神経系の同時措置、と非常に若い子供たちのいくつかの研究があります。また、マユォリ幼児の既存研究のtyが、一般的に母子相互作用のパラダイムを使用すると、より少ないが、他の厳しい状況にANS反応性について知られている乳児の静止ANS措置またはそれらの反応性について報告します。私たちは、18ヶ月の子供の心臓の自律制御の非侵襲的かつ迅速な評価のための研究デザインと標準化されたプロトコルを提示します。私たちは、自宅や研究室訪問中に休息とチャレンジ条件下でANSの副交感神経と交感神経の枝を連続的に監視するための方法を説明し、検証済みの機器やスコアリングソフトウェアを使用して140民族的に多様な幼児の私達のサンプルから記述的な知見を提供しています。結果は、心拍数の変化や副交感神経と交感神経活動の指標によって示されるように、このプロトコルは、休息と発達厳しい状況の両方に対する生理学的反応の範囲を生成することができることを明らかにしました。個人はRESPONS、安静時のレベルの変動を示しました課題に対するエス、と挑戦反応、このプロトコルは、幼児のためのANS個人差の検討に有用であることが、追加の証拠を提供します。
Introduction
子どもの自律神経系の個体差（ANS）は、反応性物理的および精神的健康の問題12-16の開発と維持に重要な役割を果たしています。証拠の成長体は休息と反応性でANS対策には個人差が子供が内在化し、精神病理学4,9,17-19と身体の健康の7,20を外部の変動を予測することが明らかになりました。 ANSの機能のこれらの直接的または主効果に加えて、研究の蓄積体は子供たちの反応性が子どもの福祉と健康に関するそれらの影響を緩和するために、そのような有害事象や夫婦紛争などの文脈的危険因子と相互作用することができることを見出している（参照21を参照レビューのため）。子どもの自律神経反応性があり、ライフコース全体の健康における役割、およびそれらのプロセスにおける伴う関心を果たしていることが、この成長している証拠にもかかわらず、3歳未満の子供にANSの機能の開発を検討する追加の研究のために必要です。
ANSは、二つのブランチ、副交感神経と交感神経のシステムで構成されています。それは、日常と有害事象1に応答して、大部分は無意識のメカニズムによって、内部器官（ 例えば、心拍数、呼吸、消化、および性的覚醒）の機能を調節します。副交感神経系（PNS）」の休息と修復」交感神経系を寝たりリラックスしたときに低安静時心拍数と修復の状態を維持するシステム（SNS）は「戦いまたは飛行」緊急事態に応答するシステムまたは脅迫的です自分の心拍数23を加速することによって状況。呼吸性洞性不整脈（RSA）は、心臓の機能上のPNSの影響の信頼できる指標であり、前出期間（PEP）は、車上のSNSの影響の信頼できる指標でありますダイアック機能。 RSAおよびPEPの両方が大人24,25のサンプルにおける実験薬理学的遮断を介して有効な対策であることが判明しています。最近では、この作業は、さらなる発展8,26,27を通じてANS活動の有効性と信頼性対策としてRSAおよびPEPを確立し、子供や思春期のサンプルに拡張されました。バンドやスポットの電極を使用した信頼性の高いインピーダンスカルジオグラフィの測定値（PEP）は、成人のサンプル28にかなりの時間のために使用されています。幼児におけるPEP対策のコレクションはまれですが、最近では、並列測定および分析技術はまた、子どもたち11,29,30のサンプルで信頼性が高く、有効であることが示されています。
迷走神経緊張と呼吸性洞性不整脈の措置を含む幼児や子供で機能PNS、に関する文献の現存大きな体が存在します。同時に両方を調べる少ないPEPを使用してSNSの研究、および非常に少数があります。その高度に統合された機能の理解を構築するために重要である副交感神経と交感神経系、。幼児のPEPの少数の研究のうち、ほとんどは彼らのプロトコルが課題8,31に応じてPEPの有意なグループレベルの変化を生じないことがわかります。研究は、そこに安定性が幼児期に始まるPNS対策を休んでいると、彼らは気質、行動、および健康との関係を持って、13,16,26,32,33が、時間をかけて応答し、その安定性SNSの限られた理解があることが実証されています開発との関係、およびその発達軌道ことを形作る要因。 PNS応答は社会エンゲージメント16とSNS応答に主に起因している1と同様に報酬感度（レビューのために34を参照する参照）」を戦うまたは飛行応答」を反映することを提案しました。幼児では、laboratoで具体的な課題をシミュレートするために挑戦されていますRY及びそれらの短い注意スパンにそれらを従事します。同時にPNSとSNSを測定するために必要な7スポット電極と不快感を経験することが幼児のための測定の課題もあります。また、発達科学の分野内で、そこにも子どもたちとの作業に子どもの発達ニーズと倫理を尊重しつつ、十分に「ストレス反応」を引き出す方法についていくつかの規格。この記事では、18ヶ月の子供から副交感神経と交感神経系の応答を誘発するように設計された休息と厳しい状況で構成される標準化されたプロトコルの管理およびスコアリングに関する情報を提示します。
ANSの反応性は、典型的には、個々の生物22にわたって変化する比較または休止状態への個別の外部刺激の相対的に生理的反応として概念化されています。精神的、肉体的に彼の初期の生活の病因の検討ALTHの問題は、適応応答を呼び起こすかのようなストレスの課題と考えることができる状況に子どもたちの反応を理解する上で特に興味があることが科学者をリードしてきました。挑戦的な刺激に遭遇すると、ドメインの広い範囲にわたって応答を誘発する可能性を秘めているが、文学の圧倒的多数は、「ストレス反応」として、この現象をいいます。期待/：このように、プロトコルは、以下に説明するが、2（なだめるような子守唄を聴きながら落ち着いを見ながら、ニュートラルビデオ）残りのフォームと18ヶ月児のための3つの発達に応じた課題を含む複数のドメイン間でのANS応答を誘発するように設計されました驚愕（イン・ザ・ボックスジャック）、感覚（レモン汁）、および社会情緒的（病気の幼児の叫びを聞いて）。プロトコルは、それは、発生的に挑戦幼児のために従事し、許容させるために、12ヶ月児8と3-5歳児11のための当社の既存のプロトコルから適合させた（18-21ヶ月）。
ここでは、ストレス、食事や早期開発（SEED）妊婦の研究とその子孫の18ヶ月の研究訪問から発達課題プロトコル（DCP）とANSデータを提示します。健康な妊娠を持つ母親の参加者は、人種や民族的に多様な妊娠の体重増加と出生前ストレスの研究のために2013から14の間に募集し、太りすぎ、低所得であった、としました。子孫が2014年から2015年の間に、年齢の18から21ヶ月だったとき、彼女の子孫の研究のための保護者のインフォームドコンセントは、ここで報告された研究のためだけに出産した後に得られると、再び以前のデータ収集の開始にしました。
Protocol
Representative Results
Discussion
この研究は、18ヶ月齢の子どものサンプル内、ドメインの範囲からの応答を引き出すために設計された標準化された休息と挑戦のタスクが（、感覚、社会的、休憩を驚愕）ANS応答の範囲につながった、ことを明らかにしました。これらの安静時および課題条件で見つかった平均ANSの応答は、同様のタスク8,11,27,29を使用して、幼い子供たちとANSの応答性を測定している他のユーザーに?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
Materials
| 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 | 0.14oz 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 second clip recorded in a neonatal intensive care unit | |
| audio file of baseline lullaby | Rockabye Baby Music | 60 seconds of "Across the Universe" on "Rockabye Baby Lullaby Renditions of the Beatles" CD | |
| audio file of final lullaby | Rockabye Baby Music | 60 seconds of "Here Comes the Sun" on "Rockabye Baby Lullaby Renditions of the Beatles" CD | |
| video file of neutral video | 2 minutes 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 reinforcer | for demonstration if necessary |
Referenzen
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