Mess Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Aktivität in Kleinkinder - Ruhe- und Entwicklungs Herausforderungen
Summary
Wir beschreiben die Methoden für die kontinuierliche Überwachung des autonomen Nervensystems unter Ruhe und Herausforderung Bedingungen mit 18 Monate alten Kindern. Die Ergebnisse zeigten, dass dieses Protokoll sinnvolle physiologische Reaktionen in beiden Zweigen des autonomen Nervensystems und entlocken erhebliche individuelle Variabilität in den Mustern der Reaktionen hervorrufen können.
Abstract
Das autonome Nervensystem (ANS) besteht aus zwei Zweigen, die parasympathische und sympathische Nervensystem und steuert die Funktion der inneren Organe (zB Herzfrequenz, Atmung, Verdauung) und reagiert auf jeden Tag und negativen Erfahrungen 1. ANS Maßnahmen bei Kindern gefunden worden , um Verhaltensprobleme, Emotionsregulation verbunden zu sein, und die Gesundheit 2-7. Daher Verständnis der Faktoren, die in der frühen Kindheit ANS Entwicklung beeinflussen, ist wichtig. Beide Zweige der ANS beeinflussen junge Kinder kardiovaskuläre Reaktionen auf Reize und haben nicht – invasiv, über externe Überwachungsgeräte gemessen, indem gültige und zuverlässige Maßnahmen der physiologischen Veränderung 11.08. Allerdings gibt es nur wenige Studien von sehr jungen Kindern mit gleichzeitiger Messungen der parasympathischen und sympathischen Nervensystems, die das Verständnis der integrierten Funktion der beiden Systeme begrenzt. Darüber hinaus ist die majority bestehender Studien von kleinen Kindern berichten über Säuglinge "Ruhe ANS Maßnahmen oder ihre Reaktivität zu Mutter-Kind-Interaktionsparadigmen häufig verwendet, und weniger über ANS Reaktivität zu anderen schwierigen Bedingungen bekannt. Wir präsentieren ein Studiendesign und standardisiertes Protokoll für eine nicht-invasive und schnelle Beurteilung der Herz autonome Kontrolle in 18 Monate alten Kindern. Wir beschreiben Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der parasympathischen und sympathischen Zweigen der ANS unter Ruhe- und Herausforderung Bedingungen während eines Hause oder im Labor besuchen und eine deskriptive Erkenntnisse aus unserer Stichprobe von 140 ethnisch vielfältigen Kleinkinder validiert Ausrüstung und Scoring-Software. Die Ergebnisse zeigten, dass dieses Protokoll eine Reihe von physiologischen Reaktionen auf sowohl Ruhe- und entwicklungspolitisch schwierigen Bedingungen produzieren können, wie durch Veränderungen der Herzfrequenz und Indizes von parasympathischen und sympathischen Aktivität angezeigt. Personen zeigten Variabilität in Ruhe Ebenen, responses zu Herausforderungen und Herausforderung Reaktivität, die zusätzliche Beweise dafür vor, dass dieses Protokoll für die Untersuchung von ANS individuellen Unterschiede für Kleinkinder geeignet ist.
Introduction
Individuelle Unterschiede in der Kinder des autonomen Nervensystems (ANS) Reaktivität eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und Erhaltung der körperlichen und psychischen Problemen 12-16 spielen. Eine wachsende Zahl von Beweisen zeigt , dass individuelle Unterschiede in der ANS Maßnahmen in Ruhe und Reaktivität von Variationen prädiktive sind in Kinder Internalisierung und Externalisierung psychopathology 4,9,17-19 und körperliche Gesundheit 7.20. Neben diesen direkten oder Haupteffekte von ANS Funktion haben einen thesaurierenden Körper von Studien festgestellt , dass die Reaktivität von Kindern mit Kontextrisikofaktoren in Wechselwirkung treten können, wie unerwünschte Ereignisse oder Ehekonflikt, diese Auswirkungen auf das Wohl der Kinder und die Gesundheit zu moderieren (siehe 21 Referenz eine Überprüfung). Trotz dieser immer mehr Belege dafür, dass die Kinder autonome Reaktivität spielt eine Rolle bei der Gesundheit in der gesamten Lebensverlauf und die Begleit Interesse an diesen Prozessen gibtdie Entwicklung von ANS Funktion bei Kindern unter drei Jahren untersucht wird weitere Forschung benötigen.
Das ANS besteht aus zwei Zweigen, die parasympathische und sympathische Nervensystem. Es regelt die Funktion der inneren Organe (zB Herzfrequenz, Atmung, Verdauung und sexuelle Erregung), vor allem durch unbewusste Mechanismen, in Reaktion auf die täglichen und negativen Erfahrungen 1. Der Parasympathikus (PNS) ist die "Ruhe und stärk 'System, das eine niedrige Herzfrequenz in Ruhe und Restaurationszustand beim Schlafen oder Entspannen Das sympathische Nervensystem (SNS) ist der" Kampf oder Flucht "System, das oder bedrohlich reagiert auf Notfälle unterhält Situationen , die von 23 eine Herzfrequenz zu beschleunigen. Respiratorischen Sinusarrhythmie (RSA) ist ein zuverlässiger Index des PNS Einfluss auf die Herzfunktion und Pre-Auswurfperiode (PEP) ist ein zuverlässiger Index des SNS Einfluss auf Autodiac funktioniert. Sowohl RSA und PEP wurden in Proben von Erwachsenen 24,25 gültig sein Maßnahmen durch experimentelle pharmakologische Blockade gefunden. In jüngerer Zeit hat sich diese Arbeit in der Kinder- und Jugend Proben verlängert worden ist , weiter 8,26,27 während der gesamten Entwicklung RSA und PEP als gültige und zuverlässige Maßnahmen von ANS – Aktivität zu etablieren. Zuverlässige Impedanzkardiographie Messungen (PEP) mit Band und Punktelektroden sind seit geraumer Zeit in der Erwachsenen Proben 28 verwendet. In jüngerer Zeit wurden parallel Mess- und Analyseverfahren , auch in Proben von Kindern 11,29,30 zuverlässig und nur gültig, obwohl Sammlung von PEP Maßnahmen bei kleinen Kindern ist selten gezeigt.
Es ist eine noch vorhandene große Menge an Literatur über PNS bei Säuglingen und kleinen Kindern funktioniert, einschließlich Vagotonus und respiratorischen Sinusarrhythmie Maßnahmen. Es gibt weniger Studien über die SNS PEP verwenden, und nur sehr wenige gleichzeitig untersuchen sowohl dieparasympathische und sympathische Nervensystem, die für den Aufbau von Verständnis ihrer hochintegrierten Funktion kritisch ist. Von den wenigen Studien der jungen PEP Kinder, die meisten finden , dass ihre Protokolle keine signifikante Gruppe Pegeländerungen in PEP als Reaktion auf Herausforderungen 8,31. Studien haben gezeigt , dass es Stabilität in der Kindheit beginnen PNS Maßnahmen in ruhenden und sie haben Beziehungen mit Temperament, Verhalten und Gesundheit, 13,16,26,32,33 , aber es gibt ein begrenztes Verständnis von SNS reagieren und seine Stabilität im Laufe der Zeit, Beziehungen für die Entwicklung, und die Faktoren, die, dass seine Entwicklungsflugbahn zu gestalten. PNS Antworten wurden 16 in erster Linie auf soziales Engagement zugeschrieben und SNS Antworten vorgeschlagen zu reflektieren "Kampf oder Flucht – Antworten" 1 sowie Lohn – Empfindlichkeit (siehe 34 für eine Überprüfung verweisen). Bei kleinen Kindern ist es schwierig, spezifische Herausforderungen in einem Laborato zu simulierenry und sie aufgrund ihrer kurzen Aufmerksamkeitsspanne zu engagieren. Es gibt auch Messaufgaben für Kleinkinder, die benötigt Beschwerden im Zusammenhang mit den sieben Punktelektroden auftreten können gleichzeitig PNS und SNS zu messen. Darüber hinaus in den Bereichen Entwicklungs Wissenschaft, gibt es nur wenige Standards wie "Stress-Reaktivität" ausreichend zu entlocken, während auch Kinderentwicklungsbedürfnisse und die Ethik in der Arbeit mit Kindern zu respektieren. Dieser Artikel stellt Informationen über die Durchführung und Auswertung eines standardisierten Protokolls besteht aus ruhenden und schwierigen Bedingungen entwickelt, um Parasympathikus und Sympathikus Antworten von 18 Monate alten Kinder entlocken.
ANS Reaktivität wird typischerweise als die physiologische Reaktion auf einen diskreten äußeren Reiz in Bezug auf einen Vergleich oder Ruhezustand konzipiert, die 22 über einzelne Organismen variiert. Die Untersuchung der frühen Lebens Ätiologie der psychischen und physischen eralth Probleme hat Wissenschaftler geführt besonders daran interessiert zu sein, in der Kinder-Reaktivität auf Situationen zu verstehen, die adaptive evozieren reagieren oder kann als stressig Herausforderungen betrachtet werden. Das Übergewicht der Literatur wird dieses Phänomen als "Stress-Reaktivität", obwohl zu begegnen herausforderndes Stimuli das Potential hat, Antworten in einem breiten Spektrum von Bereichen hervorzurufen. So beschrieb das Protokoll unten entworfen wurde ANS Antworten über mehrere Domänen hinweg, darunter zwei Formen der Rest (beim Hören einer beruhigenden Wiegenlied und während Sie einen ruhigen, neutralen Video) und drei entwicklungsgerechte Herausforderungen für die 18-Monats-Jährigen zu entlocken: Erwartung / aufschrecken (Jack-in-the-Box), sensorische (Zitronensaft) und sozio-emotionale (hören zu einem kranken Kind weinen). Das Protokoll wurde angepasst von unseren bestehenden Protokolle für 12 Monate Jährigen 8 und 3-5 – Jährigen 11, um es zu machen entwicklungsherausfordernd, engagiert und erträglich für Kleinkinder (18-21 Monate).
Hier präsentieren wir die Entwicklungs Herausforderungen Protocol (DCP) und ANS Daten aus der 18 Monate alten Studienbesuch der Stress, Ernährung und frühe Entwicklung (SEED) Studie von schwangeren Frauen und ihre Nachkommen. Maternal Teilnehmer mit gesunden Schwangerschaften wurden während 2013-14 für eine Studie von Schwangerschafts-Gewichtszunahme und der vorgeburtlichen Stress und waren übergewichtig, geringes Einkommen, rekrutiert und rassistisch und ethnisch vielfältig. Eltern informierte Zustimmung für das Studium ihrer Nachkommen war kurz nach der Geburt erhalten und wieder vor dem Beginn der Datensammlung für die Studie hier berichtet wird, wenn die Nachkommen 18-21 Monate alt während 2014-2015 waren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Diese Studie hat gezeigt, dass in einer Probe von 18 Monate alten Kinder, entworfen standardisierte Ruhe- und Herausforderung Aufgaben Antworten aus einer Reihe von Domains zu entlocken (aufschrecken, sensorische, soziale, Ruhe) auf einen Bereich von ANS Antworten geführt. Die mittleren ANS Antworten unter diesen Rast- und Herausforderung Bedingungen gefunden wurden , waren ähnlich wie ANS Werte von anderen berichtet , die ANS Ansprechbarkeit mit kleinen Kindern mit ähnlichen Aufgaben 8,11,27,29 gemessen h…
Disclosures
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 |
References
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