La medición del sistema nervioso autónomo cardíaco (ANS) La actividad en los niños pequeños - Descansar y Desafíos del Desarrollo
Summary
Se describen los métodos para la monitorización continua del sistema nervioso autónomo en condiciones de reposo y de desafío con niños de 18 meses de edad. Los resultados revelaron que este protocolo puede producir respuestas fisiológicas significativas en las dos ramas del sistema nervioso autónomo y provocar significativa variabilidad individual en los patrones de respuestas.
Abstract
El sistema nervioso autónomo (ANS) consta de dos ramas, los sistemas nerviosos simpático y parasimpático, y controla la función de los órganos internos (por ejemplo, el ritmo cardíaco, la respiración, la digestión) y responde a todos los días y las experiencias adversas 1. Se han encontrado medidas ANS en los niños estar relacionada con problemas de comportamiento, la regulación emocional y la salud 2-7. Por lo tanto, la comprensión de los factores que afectan el desarrollo ANS durante la primera infancia es importante. Ambas ramas del SNA afectan a las respuestas cardiovasculares de los niños pequeños a los estímulos y se han medido de forma no invasiva, a través de los equipos de vigilancia externa, utilizando medidas válidas y fiables de cambio fisiológico 8-11. Sin embargo, hay pocos estudios de los niños muy jóvenes con medidas simultáneas de los sistemas nerviosos simpático y parasimpático, lo que limita la comprensión del funcionamiento integrado de los dos sistemas. Además, el Majoridad de los estudios de los niños pequeños de informes existentes sobre las medidas de descanso ANS bebés o su reactividad al comúnmente utilizado paradigmas de interacción madre-hijo, y menos se sabe acerca de ANS reactividad a otras condiciones difíciles. Presentamos un diseño del estudio y protocolo estandarizado para la evaluación no invasiva y rápida del control autonómico cardiaco en niños de 18 meses de edad. Se describen métodos para la monitorización continua de las ramas simpático y parasimpático del SNA en condiciones de reposo y de desafío durante una visita al hogar o en el laboratorio y proporcionar resultados descriptivos de nuestra muestra de 140 niños con diversidad étnica utilizando el equipo y el software validado de puntuación. Los resultados revelaron que este protocolo puede producir una serie de respuestas fisiológicas al reposo y condiciones desafiantes del desarrollo, tal como se indica por los cambios en la frecuencia cardíaca y los índices de actividad simpático y parasimpático. Los individuos demostraron la variabilidad en los niveles de reposo, responses a los retos, y la reactividad desafío, que proporciona evidencia adicional de que este protocolo es útil para el examen de ANS diferencias individuales para los niños.
Introduction
Las diferencias individuales en el sistema nervioso autónomo de los niños (ANS) reactividad juegan un papel importante en el desarrollo y mantenimiento de los problemas de salud física y mental de 12-16. Un creciente cuerpo de evidencia revela que las diferencias individuales en las medidas de ANS en reposo y la reactividad son predictivos de las variaciones en los niños de psicopatología interiorizada y exteriorizada 4,9,17-19 y 7,20 salud física. Además de estos efectos directos o principales de funcionamiento ANS, una cantidad acumulada de estudios han encontrado que la reactividad de los niños puede interactuar con factores de riesgo contextuales, como los eventos adversos o conflictos de pareja, para moderar los efectos sobre el bienestar y la salud de los niños (véase la referencia 21 para una revisión). A pesar de esta evidencia creciente de que la reactividad autonómica de los niños juega un papel en la salud en todo el ciclo de vida y el interés que acompaña en estos procesos, hayse necesitan investigaciones adicionales para examinar el desarrollo del funcionamiento ANS en niños menores de tres años de edad.
El SNA se compone de dos ramas, los sistemas nerviosos simpático y parasimpático. Regula la función de los órganos internos (por ejemplo, ritmo cardíaco, la respiración, la digestión y la excitación sexual), en gran parte a través de mecanismos inconscientes, en respuesta a las experiencias cotidianas y adversos 1. El sistema nervioso parasimpático (SNP) es el sistema de 'restaurador descanso y' que mantiene una frecuencia cardíaca en reposo baja y el estado de restauración cuando se duerme o se relaja el sistema nervioso simpático (SNS) es el sistema de "lucha o huida" que responde a situaciones de emergencia o amenaza situaciones mediante la aceleración de uno de la frecuencia cardíaca 23. arritmia sinusal respiratoria (RSA) es un índice fiable de la influencia PNS sobre el funcionamiento cardiaco, y el período de pre-eyección (PEP) es un índice fiable de la influencia del SNS en el cochediac funcionamiento. Tanto RSA y PEP se han encontrado para ser medidas válidas mediante el bloqueo farmacológico experimental en muestras de adultos 24,25. Más recientemente, este trabajo se ha extendido a los niños y adolescentes muestras, estableciendo además RSA y PEP como medidas válidas y fiables de la actividad del SNA lo largo del desarrollo 8,26,27. Mediciones de cardiografía de impedancia fiables (PEP) utilizando electrodos de banda y punto se han utilizado durante un tiempo considerable en muestras de adultos 28. Más recientemente, las técnicas de medición y de análisis en paralelo también se han demostrado ser fiable y válido en muestras de niños 11,29,30, aunque colección de medidas de PEP en los niños pequeños es raro.
Hay una gran cantidad existente de literatura sobre PNS que funcionan en los lactantes y niños pequeños, incluyendo el tono vagal y las medidas de la arritmia sinusal respiratoria. Hay menos estudios del SNS utilizando PEP, y muy pocos que examina simultáneamente elsistemas nerviosos simpático y parasimpático, lo cual es fundamental para la construcción de comprensión de su funcionamiento altamente integrado. De los pocos estudios de PEP de los niños pequeños, la mayoría encuentra que sus protocolos no producen cambios significativos en el nivel del grupo de PEP en respuesta a los desafíos 8,31. Los estudios han demostrado que existe estabilidad en descansando medidas PNS a partir de la infancia y tienen relaciones con el temperamento, el comportamiento y la salud, 13,16,26,32,33, pero hay una comprensión limitada de responder SNS y su estabilidad en el tiempo, relaciones con el desarrollo, y los factores que determinan que su trayectoria de desarrollo. Respuestas del SNP se han atribuido principalmente a la participación social y 16 respuestas SNS propuesta sobre la "lucha o huida" las respuestas 1, así como la sensibilidad recompensa (véase la referencia 34 para una revisión). En los niños pequeños, es un reto para simular retos específicos en un LaboratoRY y hacerlos participar debido a su capacidad de atención. También hay retos de medición para los niños que pueden experimentar incomodidad con los siete electrodos puntuales necesarios para medir PNS y SNS simultáneamente. Además, dentro de los campos de la ciencia del desarrollo, hay pocas normas sobre cómo obtener "la reactividad al estrés" suficientemente respetando al mismo tiempo las necesidades de desarrollo de los niños y la ética en el trabajo con los niños. En este artículo se presenta información sobre la administración y calificación de un protocolo estandarizado compuesto por condiciones de reposo y desafiantes diseñadas para obtener respuestas del sistema nervioso simpático y parasimpático de los niños de 18 meses de edad.
Reactividad ANS es típicamente conceptualizado como la respuesta fisiológica a un estímulo externo discreto con respecto a una comparación o estado de reposo, que varía a través de los organismos individuales 22. El examen de la etiología de la vida temprana mental y física queproblemas Alth ha llevado a los científicos a ser particularmente interesados en la comprensión de la reactividad de los niños a situaciones que evocan adaptativo de responder o pueden considerarse como retos estresantes. La preponderancia de la literatura se refiere a este fenómeno como "la reactividad al estrés", a pesar de encontrarse con estímulos desafiantes tiene el potencial de provocar respuestas en una amplia gama de dominios. Por lo tanto, el protocolo descrito a continuación fue diseñado para obtener respuestas del SNA a través de múltiples dominios, incluyendo dos formas de reposo (mientras se escucha una canción de cuna calmantes y mientras se ve una calma, vídeo neutro) y tres desafíos apropiadas para el desarrollo de los niños de 18 meses: la anticipación / sobresalto (Jack-in-the-box), sensoriales (zumo de limón), y socio-emocional (escuchar un grito bebé enfermo). El protocolo fue adaptado de nuestros protocolos existentes para el mes 12 niños de 8 y 11 niños de 3-5 años, con el fin de hacer que el desarrollo desafiante, con la participación y tolerable para los niños (18-21 Meses).
Aquí presentamos el Protocolo Desafíos del Desarrollo (DCP) y ANS datos de los 18 meses de edad visita de estudio del estrés, alimentación y Desarrollo Temprano (SEED) Estudio de las mujeres embarazadas y sus crías. maternas participantes con embarazos sanos fueron reclutados durante 2013-14 para un estudio de la ganancia de peso durante la gestación y el estrés prenatal y tenían sobrepeso, de bajos ingresos, y racial y étnicamente diversa. Se obtuvo el consentimiento informado de los padres para el estudio de la descendencia de ella justo después del nacimiento y otra vez antes del inicio de la recogida de datos para el estudio reportado aquí, cuando los hijos eran de 18-21 meses de edad durante 2014-2015.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este estudio reveló que, dentro de una muestra de niños de 18 meses de edad, descansando estandarizada y tareas de desafío diseñadas para obtener respuestas de una serie de dominios (sobresalto, sensorial, social, descanso) dio lugar a una serie de respuestas del SNA. Las respuestas del SNA medios encontrados en estas condiciones de reposo y de desafío fueron similares a los valores reportados por otros ANS que han medido la capacidad de respuesta ANS con niños pequeños que utilizan tareas similares 8,11,27,…
Declarações
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 |
Referências
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