मापने कार्डियक ऑटोनोमिक तंत्रिका तंत्र (एएनएस) गतिविधि toddlers में - आराम और विकासात्मक चुनौतियों
Summary
हम 18 महीने की उम्र के बच्चों के साथ आराम और चुनौती की शर्तों के तहत स्वायत्त तंत्रिका तंत्र की सतत निगरानी के लिए विधियों का वर्णन। परिणामों से पता चला है कि इस प्रोटोकॉल स्वायत्त तंत्रिका तंत्र की दोनों शाखाओं में सार्थक शारीरिक प्रतिक्रियाओं का उत्पादन और प्रतिक्रियाओं के पैटर्न में महत्वपूर्ण व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता बटोर सकते हैं।
Abstract
स्वायत्त तंत्रिका तंत्र (एएनएस) दो शाखाओं, parasympathetic और सहानुभूति तंत्रिका प्रणाली के होते हैं, और आंतरिक अंगों (जैसे, हृदय गति, श्वसन, पाचन) के समारोह को नियंत्रित करता है और हर रोज और प्रतिकूल अनुभवों 1 से प्रतिक्रिया करता है। बच्चों में एएनएस उपायों पाया गया है व्यवहार समस्याओं, भावना विनियमन, और स्वास्थ्य 2-7 से संबंधित हो। इसलिए, बचपन के दौरान कारक है कि एएनएस विकास को प्रभावित समझने के लिए महत्वपूर्ण है। एएनएस की दोनों शाखाओं उत्तेजनाओं को युवा बच्चों के हृदय प्रतिक्रियाओं को प्रभावित और noninvasively मापा गया है, बाहरी निगरानी उपकरण के माध्यम से, शारीरिक परिवर्तन 8-11 की वैध और विश्वसनीय उपायों का उपयोग। हालांकि, वहाँ जो दो प्रणालियों के एकीकृत कामकाज की समझ की सीमा parasympathetic और सहानुभूति नर्वस सिस्टम का एक साथ उपायों के साथ बहुत छोटे बच्चों के कुछ अध्ययन कर रहे हैं। इसके अलावा, Majoriमौजूदा युवा बच्चों की पढ़ाई 'शिशुओं आराम एएनएस उपायों या उनके जेट पर रिपोर्ट की Ty आमतौर पर मां-बच्चे बातचीत मानदंड इस्तेमाल करने के लिए, और कम अन्य चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों के एएनएस जेट के बारे में जाना जाता है। हम 18 महीने की उम्र के बच्चों में हृदय स्वायत्त नियंत्रण का एक गैर-आक्रामक और तेजी से मूल्यांकन के लिए एक अध्ययन के डिजाइन और मानकीकृत प्रोटोकॉल उपस्थित थे। हम एक घर या प्रयोगशाला दौरे के दौरान आराम और चुनौती की शर्तों के तहत एएनएस की parasympathetic और सहानुभूति शाखाओं की सतत निगरानी के लिए विधियों का वर्णन और 140 ethnically विविध मान्य उपकरण और स्कोरिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग कर toddlers के हमारे नमूना से वर्णनात्मक निष्कर्षों को प्रदान करते हैं। परिणामों से पता चला है कि इस प्रोटोकॉल के रूप में दिल की दर में परिवर्तन और parasympathetic और सहानुभूति गतिविधि के सूचकांकों ने संकेत दोनों आराम और विकासात्मक चुनौतीपूर्ण स्थितियों के लिए शारीरिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला का उत्पादन कर सकते हैं। व्यक्तियों आराम कर रही स्तर, respons में परिवर्तनशीलता का प्रदर्शनचुनौतियों के लिए तों, और चुनौती जेट, जो अतिरिक्त सबूत है कि इस प्रोटोकॉल के बच्चों के लिए एएनएस व्यक्तिगत मतभेदों की परीक्षा के लिए उपयोगी है प्रदान करता है।
Introduction
बच्चों की स्वायत्त तंत्रिका प्रणाली में व्यक्ति मतभेद (एएनएस) जेट विकास और शारीरिक और मानसिक स्वास्थ्य समस्याओं 12-16 के रखरखाव में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सबूत के एक बढ़ती शरीर से पता चलता है कि बाकी और जेट पर एएनएस उपायों में व्यक्तिगत मतभेदों बच्चों के internalizing और psychopathology 4,9,17-19 और शारीरिक स्वास्थ्य 7,20 externalizing में बदलाव के भविष्य कहनेवाला हैं। एएनएस कामकाज के इन प्रत्यक्ष या मुख्य प्रभाव के अलावा, अध्ययन के एक जमते शरीर पाया है कि बच्चों के जेट इस तरह के प्रतिकूल घटनाओं या वैवाहिक जीवन में संघर्ष, बच्चों की भलाई और स्वास्थ्य पर उन प्रभावों के लिए उदार के रूप में प्रासंगिक जोखिम कारकों के साथ बातचीत कर सकते हैं (संदर्भ देखें 21 एक समीक्षा के लिए)। इस बढ़ते सबूत है कि बच्चों के स्वायत्त जेट जीवन पाठ्यक्रम भर में स्वास्थ्य में एक भूमिका है, और उन प्रक्रियाओं में ब्याज के साथ खेलता है, वहाँ के बावजूदअतिरिक्त अनुसंधान उम्र के तीन वर्ष से कम बच्चों में एएनएस कामकाज के विकास की जांच के लिए की जरूरत है।
एएनएस दो शाखाओं, parasympathetic और सहानुभूति तंत्रिका प्रणाली के होते हैं। यह काफी हद तक बेहोश तंत्र के माध्यम से, आंतरिक अंगों (जैसे, हृदय गति, श्वसन, पाचन, और कामोत्तेजना) के समारोह को नियंत्रित करता है, हर रोज और प्रतिकूल अनुभवों 1 के जवाब में। तंत्रिका तंत्र (पीएन) 'आराम और दृढ' प्रणाली है कि एक कम आराम दिल दर और दृढ राज्य का कहना है कि जब सो रही है या सहानुभूति तंत्रिका तंत्र (एसएनएस) आराम 'लड़ने या उड़ान' प्रणाली है कि आपात स्थिति या धमकी का जवाब है है किसी के दिल की दर 23 में तेजी से स्थितियों। श्वसन साइनस अतालता (आरएसए) हृदय की कार्यप्रणाली पर पीएन प्रभाव का एक विश्वसनीय सूचकांक, और पूर्व इंजेक्शन अवधि (पीईपी) कार पर एसएनएस प्रभाव का एक विश्वसनीय सूचकांक जाता हैDIAC कार्य। दोनों आरएसए और स्फूर्ति वयस्कों 24,25 के नमूनों में प्रयोगात्मक औषधीय नाकाबंदी के माध्यम से वैध उपायों होना पाया गया है। अभी हाल ही में इस काम के बच्चे और किशोर के नमूनों में बढ़ा दिया गया है, आगे के विकास के 8,26,27 भर एएनएस गतिविधि की वैध और विश्वसनीय उपायों के रूप में आरएसए और स्फूर्ति की स्थापना। विश्वसनीय प्रतिबाधा कार्डियोग्राफी माप (पीईपी) बैंड और मौके इलेक्ट्रोड का उपयोग वयस्क नमूने 28 में काफी समय के लिए इस्तेमाल किया गया है। हाल ही में, समानांतर माप और विश्लेषणात्मक तकनीकों भी, विश्वसनीय और बच्चों 11,29,30 के नमूनों में मान्य हो सकता है, हालांकि छोटे बच्चों में पीईपी उपायों के संग्रह दुर्लभ है दिखाया गया है।
वहाँ शिशुओं और छोटे बच्चों, vagal स्वर और श्वसन साइनस अतालता उपायों सहित में कार्य कर पीएन पर साहित्य की एक बड़ी वर्तमान निकाय है। एसएनएस की कम पढ़ाई के पीईपी का उपयोग कर रहे हैं, और बहुत कुछ एक साथ दोनों की जांचparasympathetic और सहानुभूति तंत्रिका प्रणाली है, जो उनके अत्यधिक एकीकृत कामकाज की समझ के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है। युवा बच्चों के पीईपी के कुछ अध्ययनों में से अधिकांश पता है कि उनके प्रोटोकॉल चुनौतियों 8,31 के जवाब में पीईपी में महत्वपूर्ण समूह स्तर में परिवर्तन का उत्पादन नहीं करते। अध्ययन दिखा दिया है वहाँ शैशव में शुरू पीएन उपायों आराम में स्थिरता है कि और वे के साथ स्वभाव, व्यवहार, और स्वास्थ्य, 13,16,26,32,33 संबंध हैं लेकिन वहाँ समय पर एसएनएस की सीमित समझ जवाब है और इसकी स्थिरता, विकास के लिए संबंधों, और कारक है कि है कि अपने विकास प्रक्षेपवक्र आकार। पीएन प्रतिक्रियाओं सामाजिक सगाई 16 को मुख्य रूप से जिम्मेदार ठहराया गया है और एसएनएस प्रतिक्रियाओं को प्रतिबिंबित (संदर्भित 34 समीक्षा के लिए देखें) "लड़ने या उड़ान प्रतिक्रियाओं" 1 के साथ ही इनाम संवेदनशीलता का प्रस्ताव रखा। युवा बच्चों में, यह एक laborato में विशिष्ट चुनौतियों का अनुकरण करने के लिए चुनौतीपूर्ण हैry और उन्हें अपने कम ध्यान अवधि के कारण व्यस्त हैं। वहाँ भी toddlers जो सात जगह एक साथ पीएन और एसएनएस को मापने की जरूरत इलेक्ट्रोड के साथ परेशानी का अनुभव हो सकता है के लिए माप चुनौतियां हैं। इसके अलावा, विकासात्मक विज्ञान के क्षेत्र के भीतर, वहाँ कैसे "तनाव जेट" प्रकाश में लाना करने के लिए पर्याप्त रूप भी बच्चों के साथ काम करने में बच्चों के विकास की जरूरतों और नैतिकता का सम्मान करते हुए के बारे में कुछ मानकों। यह लेख प्रशासन और 18 महीने की उम्र के बच्चों से parasympathetic और सहानुभूति तंत्रिका तंत्र प्रतिक्रियाओं प्रकाश में लाना करने के लिए डिजाइन आराम और चुनौतीपूर्ण स्थितियों के शामिल एक मानकीकृत प्रोटोकॉल की स्कोरिंग के बारे में जानकारी प्रस्तुत करता है।
एएनएस जेट आम तौर पर एक तुलना या आराम की स्थिति है, जो अलग-अलग जीवों 22 भर में बदलता करने के लिए एक असतत बाह्य प्रेरणा रिश्तेदार को शारीरिक प्रतिक्रिया के रूप में की अवधारणा है। मानसिक और शारीरिक के प्रारंभिक जीवन एटियलजि की परीक्षा में वहalth समस्याओं वैज्ञानिकों का नेतृत्व किया है, विशेष रूप से स्थितियों है कि जवाब अनुकूली आह्वान या के रूप में तनावपूर्ण चुनौतियों के बारे में सोचा जा सकता है के लिए बच्चों के जेट को समझने में दिलचस्पी हो। साहित्य की प्रधानता, के रूप में "तनाव जेट" इस घटना को संदर्भित करता है, हालांकि चुनौतीपूर्ण उत्तेजनाओं का सामना संभावित डोमेन की एक विस्तृत रेंज में प्रतिक्रियाओं प्रकाश में लाना है। इस प्रकार, प्रोटोकॉल नीचे बाकी के दो रूपों सहित अनेक डोमेन के एएनएस प्रतिक्रियाओं प्रकाश में लाना करने के लिए डिजाइन किया गया था वर्णित (जबकि सुखदायक लोरी सुन रहा था और एक शांत, तटस्थ वीडियो देखने के दौरान) और 18 महीने के बच्चों के लिए तीन-विकासात्मक चुनौतियों का उचित: प्रत्याशा / डराना (जैक-इन-द-बॉक्स), संवेदी (नींबू का रस), और socioemotional (एक बीमार शिशु के रोने को सुन)। प्रोटोकॉल 12 महीने के बच्चों के 8 और 3-5 वर्ष के बच्चों के लिए 11 हमारे मौजूदा प्रोटोकॉल से अनुकूलित किया गया था ताकि इसे, विकासात्मक चुनौतीपूर्ण आकर्षक और बच्चों के लिए सहनीय बनाने के लिए, (18-21 महीने)।
यहाँ हम पेश विकासात्मक चुनौतियों प्रोटोकॉल (डीसीपी) और एएनएस तनाव के 18 महीने पुराने अध्ययन यात्रा से डेटा, खाने और प्रारंभिक विकास (बीज) गर्भवती महिलाओं और उनके वंश का अध्ययन। स्वस्थ गर्भधारण के साथ मातृ प्रतिभागियों गर्भावधि वजन और जन्म के पूर्व तनाव का एक अध्ययन के लिए वर्ष 2013-14 के दौरान भर्ती थे और अधिक वजन, कम आय थे, और नस्ली और ethnically विविध। उसकी संतानों के अध्ययन के लिए माता-पिता की सूचित सहमति सिर्फ जन्म के बाद और फिर अध्ययन यहां बताया, जब वंश उम्र के 18-21 महीनों के दौरान थे 2,014-2,015 के लिए डेटा संग्रह की शुरुआत से पहले प्राप्त हुई थी।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन से पता चला है कि 18 महीने की उम्र में बच्चों, मानकीकृत आराम और चुनौती कार्यों डोमेन (डराना, संवेदी, सामाजिक, आराम) की एक सीमा से प्रतिक्रियाओं प्रकाश में लाना करने के लिए डिजाइन का एक नमूना भीतर ए?…
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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