ЭЭГ плода
| ЭЭГ плода | |
|---|---|
 Группа активных нейронов создает токи, которые можно записать на поверхности кожи головы с помощью ЭЭГ. | |
| Синонимы | пренатальная ЭЭГ |
Электроэнцефалография плода , также известная как пренатальная ЭЭГ, включает любую запись электрических колебаний, возникающих в мозге плода. Врачи и ученые используют ЭЭГ для обнаружения и характеристики активности мозга, например состояния сна, потенциальных судорог или степени комы . ЭЭГ фиксирует электрическую активность вблизи записывающих электродов. Большая часть нейронной электрической активности возникает в результате потока тока от тел клеток пирамидных нейронов к их апикальным дендритам , которые деполяризуются возбуждающими импульсами от других нейронов . Чтобы записать наиболее точные сигналы, ученые стараются минимизировать расстояние между записывающим электродом и нейронной активностью, которую они хотят обнаружить. Учитывая сложность прикрепления электродов к плоду внутри матки, врачи и ученые используют различные методы для регистрации активности мозга плода.
Три наиболее распространенных метода регистрации электрической активности мозга до рождения включают в себя:
- Прикрепление электродов непосредственно к коже головы плода во время хирургического удаления плода.
- Прикрепление электродов к животу или шейке матки матери для регистрации активности плода в третьем триместре
- Прикрепление электродов к коже головы ребенка во время схваток и родов.
Регистрация самого младшего плода проводилась на сроке 43–45 дней беременности и выявила некоторые особенности ЭЭГ, наблюдаемые у новорожденных. [1]
История
[ редактировать ]В 1942 году доктор Линдсли впервые зафиксировал электрическую активность мозга будущего младенца, когда заметил, что электрическая запись из нижней части живота его беременной жены напоминала электрические записи с черепа новорожденного. [2] В качестве последующего наблюдения в 1955 году Бернстайн, Борковски и Прайс исследовали и описали 32 ЭЭГ плода, записанные в брюшной полости и шейке матки матери во время родов. [3] Однако, поскольку ученые не смогли прикрепить электроды к коже головы плода, обеспечить непрерывную запись было сложно. С изобретением электродов-присосок врачи смогли получать непрерывные записи из одного и того же участка мозга во время схваток и родов. С 1955 по 1976 год многие научные группы делали записи ЭЭГ с электродов, помещенных на живот матери или на шейку матки с помощью зеркала , и методы продолжали совершенствоваться. [4]
В 1980-х годах функциональная МРТ или магнитоэнцефалография стали основными исследовательскими инструментами пренатального изучения развития мозга человека; однако в клинических условиях для определения состояния сна у нерожденного ребенка или дистресса плода преобладала ЭЭГ плода. [5] [6] [7] [8]
Паттерны ЭЭГ плода
[ редактировать ]Здоровые новорожденные демонстрируют два типа электрической активности, описываемые как «прерывистая» и «следовая альтернирующая» активность. «Прерывистая» электрическая активность описывает резкие всплески электрической активности, за которыми следуют низкочастотные волны; «Следовая альтернативная» электрическая активность описывает резкие всплески, за которыми следуют короткие интервалы с высокой амплитудой. [4] Следовая альтернирующая активность коррелирует со спокойным сном. [8] В третьем триместре нормально развивающиеся плоды демонстрируют прерывистые и чередующиеся паттерны, напоминающие те, которые наблюдаются у нормальных новорожденных. [9] Интересно, что по мере того, как недоношенные дети достигают гестационного возраста , у них с большей вероятностью появляются низкочастотные волны и отслеживается альтернирующая активность; Прерывистая активность становится более редкой, чем старше рождается недоношенный ребенок. [10]
Техники
[ редактировать ]Записи хирургического прерывания беременности
[ редактировать ]Между 1955 и 1961 годами Уинслоу Борковски и Ричард Бернстайн, врачи больницы Медицинского колледжа Джефферсона, временно сохраняли крошечные нерожденные плоды, извлеченные во время внематочной беременности и записанные из их мозга. Команда использовала игольчатые электроды для записи активности мозга на глубине 3 миллиметров и 1 сантиметра под поверхностью мозга. [1] Эти электроды проникли в ткани черепа, что решает проблему электрических помех от близлежащих мышц.
Самый молодой плод, которого изучали Борковски и Бернстин, был на сроке от 43 до 45 дней после зачатия – его длина составляла всего 16 мм. На 45-й день после зачатия мозг наклонен вперед и по размеру почти равен всему телу плода, что позволяет проводить такие глубокие записи. [1] Электрические сигналы 45-дневного плода напоминали «прерывистые» закономерности, наблюдаемые у здоровых новорожденных, недоношенных детей и плодов в последнем триместре беременности. [11] Врачи также наблюдали закономерности, напоминающие « веретена сна » у взрослых. [1] Ученые продолжали запись, пока не стали постоянно наблюдать закономерности смерти мозга , поскольку плоды не могли выжить вне матки. [11]
Записи из живота матери
[ редактировать ]Чтобы записать наиболее точные сигналы мозга, ученые стараются минимизировать расстояние между записывающим электродом и корой плода , используя ультразвук, чтобы расположить электроды на животе матери как можно ближе к головке плода. Оригинальные ЭЭГ плода были получены из записей, сделанных через брюшную полость матери. [1] [2] Однако электрическая активность сердца матери, мышц живота и матки создает артефакты в записи ЭЭГ плода. Артефакт — это электрическая активность, обнаруженная с помощью ЭЭГ, исходящая 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 фильтроваться с помощью компьютерных алгоритмов. [6]
Записи из живота или шейки матки матери содержат менее 5 см ткани между кожей матери и корой головного мозга плода . Типичная медленная волна человека имеет амплитуду 100-500 мВ. [14] но сила напряжения снижается пропорционально квадрату расстояния между нейронной активностью и записывающим электродом. Даже используя современные методы, учёные по-прежнему испытывают трудности с обнаружением активности мозга, записанной вне утробы матери. [6]
Записи с кожи головы во время родов
[ редактировать ]Врачи могут безопасно записывать ЭЭГ плода без вмешательства со стороны сердцебиения матери и мышц матки, прикрепив электроды-присоски к коже головы будущего ребенка во время родов. Эти электроды удерживаются на месте с помощью отсасывания и могут быть применены, как только у матери лопнут околоплодные оболочки и шейка матки расширится до 3 см. [7] Преимущество электродов-присосок заключается в том, что они обеспечивают непрерывную запись из одного и того же участка мозга плода, в отличие от электродов на животе матери.
Как до, так и во время родов на ЭЭГ плода можно наблюдать следы альтернирующих паттернов. [7] Паттерн следовых альтернатив коррелирует со спокойным сном у новорожденных. [8] Во время активного быстрого сна записи ЭЭГ плода в основном демонстрируют быструю низковольтную активность. Во время спокойного медленного сна записи ЭЭГ плода в основном демонстрируют медленную активность высокого напряжения. Удивительно, но большую часть времени родов плод проводит во сне. [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Борковски, Уинслоу Дж.; Бернстайн, Ричард Л. (1 мая 1955 г.). «Электроэнцефалография плода». Неврология . 5 (5): 362–5. дои : 10.1212/WNL.5.5.362 . ISSN 0028-3878 . ПМИД 14370391 . S2CID 6756742 .
- ^ Jump up to: а б Линдсли, Дональд Б. (1942). «Потенциал сердца и мозга человеческого плода в утробе матери». Американский журнал психологии . 55 (3): 412–416. дои : 10.2307/1417473 . JSTOR 1417473 .
- ^ Бернстайн, Ричард Л.; Борковски, Уинслоу Дж.; Прайс, АХ (1955). «Пренатальная электроэнцефалография плода». Американский журнал акушерства и гинекологии . 70 (3): 623–630. дои : 10.1016/0002-9378(55)90357-4 . ISSN 0002-9378 . ПМИД 13238507 . S2CID 21773488 .
- ^ Jump up to: а б Андерсон, Эми Л.; Томасон, Мориа Э. (2013). «Функциональная пластичность до колыбели: обзор нейронной функциональной визуализации человеческого плода». Неврологические и биоповеденческие обзоры . 37 (9): 2220–2232. doi : 10.1016/j.neubiorev.2013.03.013 . ISSN 0149-7634 . ПМИД 23542738 . S2CID 45733681 .
- ^ Абтахи, Фархад (1 июня 2011 г.). Возможность регистрации ЭЭГ плода (Диссертация).
- ^ Jump up to: а б с Куреши, Аднан И.; Миран, Мухаммад Шах; Ли, Шицзин; Цзян, Мэйцзин (2016). «Электроэнцефалография плода во втором триместре под контролем УЗИ у двух беременных-добровольцев: техническое примечание» . Журнал сосудистой и интервенционной неврологии . 9 (1): 60–65. ISSN 1941-5893 . ПМЦ 4925756 . ПМИД 27403226 .
- ^ Jump up to: а б с Розен, МГ; Скибетта, Джей-Джей; Хохберг, CJ (1970). «Электроэнцефалограмма плода человека. 3. Характер изменений при нарушениях сердечного ритма плода и после применения материнских лекарственных препаратов». Акушерство и гинекология . 36 (1): 132–140. ISSN 0029-7844 . ПМИД 5422079 .
- ^ Jump up to: а б с д Талер, Израиль; Болдс, Рафаэль; Тимор-Трич, Илан (2000). «Спектральный анализ ЭЭГ плода в реальном времени: новый подход к мониторингу состояний сна и состояния плода во время родов» . Педиатрические исследования . 48 (3): 340–345. дои : 10.1203/00006450-200009000-00013 . ISSN 0031-3998 . ПМИД 10960500 .
- ^ Сокол, Р.Дж.; Розен, М.Г. (1974). «Электроэнцефалограмма плода». Клиники акушерства и гинекологии . 1 (1): 123–138. дои : 10.1016/S0306-3356(21)00499-4 . ПМИД 4471493 .
- ^ Андре, М.; Ламблин, доктор медицины; д'Альест, AM; Курзи-Даскалова, Л.; Муссалли-Салефранк, Ф.; Нгуен Тич, С.; Веккьерини-Блино, М.-Ф.; Валлуа, Ф.; Уоллс-Эскивель, Э. (2010). «Электроэнцефалография у недоношенных и доношенных детей. Особенности развития и словарь». Neuropsyologie Clinique/Клиническая нейрофизиология . 40 (2): 59–124. дои : 10.1016/j.neucli.2010.02.002 . ISSN 0987-7053 . ПМИД 20510792 . S2CID 207097630 .
- ^ Jump up to: а б Бернстайн, Ричард Ли (1961). Электрокардиография и электроэнцефалография плода . Томас. стр. 63–69.
- ^ Уриген, Хосе Антонио; Гарсия-Сапираин, Бегонья (2 апреля 2015 г.). «Удаление артефактов ЭЭГ – современное состояние и рекомендации». Журнал нейронной инженерии . 12 (3): 031001. Бибкод : 2015JNEng..12c1001U . дои : 10.1088/1741-2560/12/3/031001 . ISSN 1741-2560 . ПМИД 25834104 . S2CID 24227275 .
- ^ Деведо, Доминик; Марк, Кэтрин; Мансур, Сухейль; Жермен, Гай; Дюшен, Жак (1993). «Электромиография матки: критический обзор». Американский журнал акушерства и гинекологии . 169 (6): 1636–1653. дои : 10.1016/0002-9378(93)90456-с . ISSN 0002-9378 . ПМИД 8267082 .
- ^ Кэмпбелл, Ян Г. (2009). «Запись и анализ ЭЭГ для исследования сна» . Современные протоколы в неврологии . 49 (1): 10.2.1–10.2.19. дои : 10.1002/0471142301.ns1002s49 . ISSN 1934-8584 . ПМЦ 2824445 . ПМИД 19802813 .