stringtranslate.com

ЭЭГ плода

Электроэнцефалография плода , также известная как пренатальная ЭЭГ, включает в себя любую запись электрических колебаний, возникающих в мозге плода. Врачи и ученые используют ЭЭГ для обнаружения и характеристики активности мозга, такой как состояния сна, потенциальные судороги или уровни комы . ЭЭГ фиксирует электрическую активность в непосредственной близости от регистрирующих электродов. Большая часть нейронной электрической активности возникает из-за потока тока от тел клеток пирамидальных нейронов к их апикальным дендритам , которые деполяризуются возбуждающими входами от других нейронов . Чтобы записать наиболее точные сигналы, ученые пытаются минимизировать расстояние между регистрирующим электродом и нейронной активностью, которую они хотят обнаружить. Учитывая сложность прикрепления электродов к плоду внутри матки, врачи и ученые используют различные методы для записи активности мозга плода.

Три наиболее распространенных метода регистрации электрической активности мозга до рождения включают в себя:

Регистрация самого молодого плода проводилась между 43 и 45 днями беременности и выявила некоторые особенности ЭЭГ, наблюдаемые у новорожденных. [1]

История

В 1942 году доктор Линдсли записал первую электрическую активность мозга нерожденного ребенка, когда он заметил, что электрическая запись с нижней части живота его беременной жены напоминала электрическую запись со скальпа новорожденного. [2] Для дальнейшего изучения в 1955 году Бернстайн, Борковски и Прайс исследовали и описали 32 ЭЭГ плода, записанные с живота и шейки матки матери во время родов. [3] Однако, поскольку ученые не могли прикрепить электроды к скальпу плода, было трудно получить непрерывную запись. С изобретением электродов-присосок врачи смогли получать непрерывную запись с одного и того же участка мозга во время родов и родов. С 1955 по 1976 год многие научные группы делали записи ЭЭГ с электродов, размещенных на животе матери или размещенных на шейке матки с помощью зеркала , и методы продолжали совершенствоваться. [4]

В 1980-х годах функциональная МРТ или магнитоэнцефалография стали основными исследовательскими инструментами для пренатального изучения развития человеческого мозга; однако в клинических условиях для определения состояний сна у нерожденного ребенка или дистресса плода преобладала фетальная ЭЭГ. [5] [6] [7] [8]

Паттерны ЭЭГ плода

Здоровые новорожденные демонстрируют два типа электрической активности, описываемых как «прерывистая» и «следовая чередующаяся» активность. «Прерывистая» электрическая активность описывает резкие всплески электрической активности, за которыми следуют низкочастотные волны; «следовая чередующаяся» электрическая активность описывает резкие всплески, за которыми следуют короткие интервалы высокой амплитуды. [4] Следовая чередующаяся активность коррелирует со спокойным сном. [8] В третьем триместре нормально развивающиеся плоды демонстрируют прерывистые и следовые чередующиеся паттерны, напоминающие те, которые измерены у нормальных новорожденных. [9] Интересно, что по мере того, как недоношенные дети продвигаются по гестационному возрасту , тем больше вероятность того, что они будут демонстрировать низкочастотные волны и следовую чередующуюся активность; прерывистая активность становится тем реже, чем старше рождается недоношенный ребенок. [10]

Методы

Записи хирургического прерывания беременности

Между 1955 и 1961 годами Уинслоу Борковски и Ричард Бернстайн, врачи больницы Джефферсонского медицинского колледжа, временно сохраняли крошечные нерожденные плоды, извлеченные во время внематочной беременности и записанные из их мозга. Команда использовала игольчатые электроды для записи мозговой активности на 3 миллиметра и 1 сантиметр ниже поверхности мозга. [1] Эти электроды проникали в черепную ткань, что решало проблему электрических помех от близлежащих мышц.

Самый молодой плод, которого изучали Борковски и Бернстайн, находился между 43 и 45 днями после зачатия – его длина составляла всего 16 мм. На 45 день после зачатия мозг наклоняется вперед и становится почти таким же большим, как все тело плода, что позволяет проводить эти глубокие записи. [1] Электрические сигналы 45-дневного плода напоминали «прерывистые» паттерны, наблюдаемые у здоровых новорожденных, недоношенных детей и плодов в последнем триместре беременности. [11] Врачи также наблюдали паттерны, которые напоминали « сонные веретена » у взрослых. [1] Ученые продолжали запись до тех пор, пока они не стали последовательно наблюдать паттерны смерти мозга , поскольку плоды не могли выживать вне матки. [11]

Записи из живота матери

Чтобы записать наиболее точные сигналы мозга, ученые пытаются минимизировать расстояние между регистрирующим электродом и корой плода , используя ультразвук, чтобы расположить электроды на животе матери как можно ближе к голове плода. Первоначальные ЭЭГ плода были получены путем записи через живот матери. [1] [2] Однако электрическая активность от сердца матери, брюшных и маточных мышц создает артефакты в записи ЭЭГ плода. Артефакт — это электрическая активность, обнаруженная ЭЭГ, которая исходит от источника, который ученый не хочет измерять. Мышцы создают электрическую активность в диапазоне 20–100 Гц, [12] а стенка матки создает медленноволновую активность и быстроволновую активность, связанную с внутриматочным давлением. [13] Кроме того, сердцебиение матери доминирует в записях на каждом электроде и должно быть отфильтровано с помощью компьютерных алгоритмов. [6]

Записи с живота или шейки матки матери имеют менее 5 см ткани между кожей матери и корой плода . Типичная человеческая медленная волна имеет амплитуду 100-500 мВ, [14] но сила напряжения уменьшается с квадратом расстояния между нейронной активностью и записывающим электродом. Даже с современными методами ученые все еще испытывают трудности с обнаружением мозговой активности, записанной вне матки. [6]

Записи с кожи головы во время родов

Врачи могут безопасно записывать ЭЭГ плода без помех со стороны сердцебиения матери и мышц матки, прикрепляя электроды-присоски к голове нерожденного ребенка во время родов. Эти электроды удерживаются на месте с помощью присоски и могут быть применены, как только амниотическая оболочка матери разорвется, а шейка матки раскроется до 3 см. [7] Преимущество электродов-присосок заключается в том, что они обеспечивают непрерывную запись из одного и того же места мозга плода, в отличие от электродов на животе матери.

Как до, так и во время родов, следовые чередующиеся паттерны можно наблюдать в ЭЭГ плода. [7] Следовые чередующиеся паттерны коррелируют со спокойным сном у новорожденных. [8] Во время активного сна REM записи ЭЭГ плода в основном показывают низковольтную быструю активность. Во время спокойного сна без REM записи ЭЭГ плода в основном показывают высоковольтную медленную активность. Удивительно, но плод проводит большую часть времени во время родов и схваток во сне. [8]

Ссылки

  1. ^ abcde Борковски, Уинслоу Дж.; Бернстайн, Ричард Л. (1955-05-01). «Электроэнцефалография плода». Неврология . 5 (5): 362–5. doi :10.1212/WNL.5.5.362. ISSN  0028-3878. PMID  14370391. S2CID  6756742.
  2. ^ ab Линдсли, Дональд Б. (1942). «Потенциал сердца и мозга человеческих плодов в утробе матери». Американский журнал психологии . 55 (3): 412–416. doi :10.2307/1417473. JSTOR  1417473.
  3. ^ Бернстайн, Ричард Л.; Борковски, Уинслоу Дж.; Прайс, AH (1955). «Пренатальная электроэнцефалография плода». Американский журнал акушерства и гинекологии . 70 (3): 623–630. doi :10.1016/0002-9378(55)90357-4. ISSN  0002-9378. PMID  13238507. S2CID  21773488.
  4. ^ ab Андерсон, Эми Л.; Томасон, Мориа Э. (2013). «Функциональная пластичность до колыбели: обзор нейронной функциональной визуализации человеческого плода». Neuroscience & Biobehavioral Reviews . 37 (9): 2220–2232. doi :10.1016/j.neubiorev.2013.03.013. ISSN  0149-7634. ​​PMID  23542738. S2CID  45733681.
  5. ^ Абтахи, Фархад (2011-06-01). Возможность регистрации ЭЭГ плода (диссертация).
  6. ^ abc Куреши, Аднан И.; Миран, Мухаммад Шах; Ли, Шицзин; Цзян, Мейцзин (2016). «Электроэнцефалография плода во втором триместре под контролем ультразвука у двух беременных добровольцев: техническая заметка». Журнал сосудистой и интервенционной неврологии . 9 (1): 60–65. ISSN  1941-5893. PMC 4925756. PMID 27403226  . 
  7. ^ abc Rosen, MG; Scibetta, JJ; Hochberg, CJ (1970). «Электроэнцефалограмма плода человека. 3. Изменения паттерна при наличии изменений частоты сердечных сокращений плода и после применения лекарств матерью». Акушерство и гинекология . 36 (1): 132–140. ISSN  0029-7844. PMID  5422079.
  8. ^ abcd Талер, Израиль; Болдес, Рафаэль; Тимор-Тритч, Илан (2000). «Спектральный анализ ЭЭГ плода в реальном времени: новый подход к мониторингу состояний сна и состояния плода во время родов». Pediatric Research . 48 (3): 340–345. doi : 10.1203/00006450-200009000-00013 . ISSN  0031-3998. PMID  10960500.
  9. ^ Сокол, Р. Дж.; Розен, МГ (1974). «Электроэнцефалограмма плода». Клиники акушерства и гинекологии . 1 (1): 123–138. doi :10.1016/S0306-3356(21)00499-4. PMID  4471493.
  10. ^ Андре, М.; Ламблен, М.-Д.; д'Аллест, А.М.; Курци-Даскалова, Л.; Муссалли-Салефранк, Ф.; Нгуен Тхе Тич, С.; Веккьерини-Блино, М.-Ф.; Валлоис, Ф.; Уоллс-Эскивель, Э. (2010). «Электроэнцефалография у недоношенных и доношенных детей. Особенности развития и глоссарий». Neurophysiologie Clinique/Clinical Neurophysiology . 40 (2): 59–124. doi :10.1016/j.neucli.2010.02.002. ISSN  0987-7053. PMID  20510792. S2CID  207097630.
  11. ^ ab Бернстайн, Ричард Ли (1961). Электрокардиография и электроэнцефалография плода . Томас. стр. 63–69.
  12. ^ Уригуэн, Хосе Антонио; Гарсия-Запираин, Бегонья (2015-04-02). «Удаление артефактов ЭЭГ — современное состояние и рекомендации». Журнал нейронной инженерии . 12 (3): 031001. Bibcode : 2015JNEng..12c1001U. doi : 10.1088/1741-2560/12/3/031001. ISSN  1741-2560. PMID  25834104. S2CID  24227275.
  13. ^ Devedeux, Dominique; Marque, Catherine; Mansour, Souheil; Germain, Guy; Duchêne, Jacques (1993). «Электромиография матки: критический обзор». American Journal of Obstetrics and Gynecology . 169 (6): 1636–1653. doi :10.1016/0002-9378(93)90456-s. ISSN  0002-9378. PMID  8267082.
  14. ^ Кэмпбелл, Ян Г. (2009). «Запись и анализ ЭЭГ для исследований сна». Current Protocols in Neuroscience . 49 (1): 10.2.1–10.2.19. doi :10.1002/0471142301.ns1002s49. ISSN  1934-8584. PMC 2824445. PMID 19802813  .