探索觉醒、睡眠和麻醉状态下脑电图的频谱斜率变化

一项新的研究发表在《eLife》的杂志上,这项新研究首次确定了一种新型的脑电图可以识别受试者在何时处于快速动眼期。这项研究起源于一个麻醉师团队想要了解在手术过程中使用他们的麻醉专利技术的受试者处于怎样的意识状态。这项新研究有助于医生更好的了解昏迷患者的意识程度。

Topic:An electrophysiological marker of arousal level in humans

题目:人类觉醒水平的电生理指标

作者:Janna D Lendner Is a corresponding author, Randolph F Helfrich, Bryce A Mander, Luis Romundstad, Jack J Lin, Matthew P Walker, Pal G Larsson, Robert T Knight

期刊:《eLife》

目的:本研究旨在探索觉醒、睡眠和麻醉状态下脑电图的频谱斜率变化,然后判断是否可以根据频谱斜率的变化快速地从清醒和非眼球快速运动睡眠之间识别出眼球快速运动睡眠。

方法:本研究进行了四个研究,研究1记录健康受试者在全麻手术期间进行整形外科手术时头皮脑电图的情况,研究2是在癫痫患者进行全身麻醉后,植入颅内电极,记录颅内脑电图的情况。研究3是获取健康受试者多导睡眠图,包括头皮脑电图、心电图、肌电图和眼电图。研究4记录睡眠中颅内脑电图。

结果/结论:电生理功率谱的1/f谱斜率反映了神经活动的无振荡、无尺度成分,描绘了异丙酚麻醉、非眼球快速运动睡眠和眼球快速运动睡眠的清醒状态。关键的是,光谱斜率仅根据神经生理的大脑状态来区分清醒和快速眼动睡眠。综上所述,本研究发现一种常见的电生理标记,可以识别不同的睡眠阶段及人类麻醉时的意识程度。

Key words:Arousal, electrophysiology, sleep, anesthesia, 1/f-dynamics

关键词:唤醒、电生理、睡眠、1/f动力学

DOI:10.7554/eLife.55092

文章链接:https://elifesciences.org/articles/55092#fig1s3

a为所有麻醉受试者颅内电极绘制在MNI脑图上,右侧(R),左侧(L),腹侧(V),背侧(D)

b为所有树胶受试者炉内点击绘制在MNI脑图上,右侧(R),左侧(L),腹侧(V),背侧(D)

全麻状态和睡眠状态下皮层记录部位光谱斜率的差异。

(A)在MNI脑上标示4例患者的数据结果。在麻醉状态下比清醒时的斜率更负,电极的颜色是紫色到洋红色。没有显示图案的电极用白色表示。右(R)、左(L)、腹侧(V)、背侧(D)。(B)在MNI脑上绘制3例患者的数据结果。在非眼球快速运动睡眠比清醒时斜率更负,电极被涂成紫色至洋红色。没有显示图案的电极用白色表示。腹侧(V),背侧(D)。(C)在MNI脑上绘制3例患者的数据结果。在快速眼动睡眠中遵循比清醒时斜率更负,电极被涂成紫色到洋红色。没有显示图案的电极用白色表示。腹侧(V),背侧(D)。