Method Article
* These authors contributed equally
نقدم هنا، بروتوكول تسجيل الدماغ والقلب الإشارات الحيوية في الفئران باستخدام الفيديو المتزامنة، المخ (EEG)، وكهربيه (ECG). ونحن أيضا وصف أساليب لتحليل تسجيلات التخطيط الدماغي-ECG الناتجة للمضبوطات والتخطيط الدماغي القدرة الطيفية ووظيفة القلب وتقلب معدل ضربات القلب.
في الصرع، مضبوطات يمكن أن تثير اضطرابات ضربات القلب مثل التغيرات في معدل ضربات القلب، وكتل التوصيل، أسيستوليس، وعدم انتظام ضربات القلب، التي يمكن أن تزيد خطر الوفاة المفاجئة غير المتوقعة في الصرع (سوديب). المخ (EEG) وكهربيه (ECG) أدوات التشخيص السريري المستخدمة على نطاق واسع لمراقبة الدماغ الشاذة وايقاعات القلب في المرضى. وهنا يتم وصف تقنية لتسجيل الفيديو، EEG، وتخطيط القلب في وقت واحد في الفئران لقياس السلوك والدماغ، وأنشطة القلب، على التوالي،. يستخدم أسلوب الموضحة هنا المربوطة (أي، السلكية) تسجيل التكوين الذي مسرى مزروع على رأس الماوس السلكية لمعدات تسجيل. بالمقارنة مع القياس اللاسلكية أنظمة تسجيل، الترتيب المربوطة تمتلك العديد من المزايا التقنية مثل أكبر عدد ممكن من القنوات لتسجيل EEG أو بيوبوتينتيالس أخرى؛ انخفاض تكاليف القطب؛ وأكبر تردد عرض النطاق الترددي (أي، معدل أخذ العينات) من التسجيلات. يمكن أيضا تعديل أساسيات هذه التقنية بسهولة لاستيعاب تسجيل بيوسيجنالس الأخرى، مثل الكهربائي (EMG) أو بليثيسموجرافي من أجل تقييم العضلات ونشاط الجهاز التنفسي، على التوالي. بالإضافة إلى وصف كيفية إجراء تسجيلات التخطيط الدماغي-الرسم الكهربائي للقلب، ونحن أيضا بالتفصيل أساليب لقياس البيانات الناتجة عن المضبوطات والتخطيط الدماغي القدرة الطيفية ووظيفة القلب، وتقلب معدل ضربات القلب، التي تبين لنا في تجربة مثال استخدام ماوس مع الصرع بسبب حذف الجينات Kcna1 . فيديو-EEG-ECG الرصد في نماذج الماوس من الصرع أو غيره من الأمراض العصبية يوفر أداة قوية لتحديد الخلل على مستوى الدماغ والقلب، أو تفاعلات المخ-القلب.
المخ (EEG) وكهربيه (ECG) تقنيات قوية والمستخدمة على نطاق واسع لتقييم في فيفو الدماغ ووظيفة القلب، على التوالي. التخطيط الدماغي هو تسجيل نشاط الدماغ الكهربائية عن طريق ربط كهربائي ل فروة الرأس1. الإشارات المسجلة مع EEG غير الغازية يمثل الجهد التقلبات الناجمة عن إمكانات بوستسينابتيك ضادات والمثبطة سوماتيد الناتجة أساسا عن الخلايا العصبية الهرمية القشرية1،2. التخطيط الدماغي هو اختبار نيورودياجنوستيك الأكثر شيوعاً لتقييم وإدارة المرضى المصابين بالصرع3،4. أنها مفيدة بشكل خاص عندما تحدث نوبات الصرع دون المظاهر السلوكية التشنجية واضحة، مثل غياب النوبات أو حالة غير التشنجية ابيليبتيكوس5،6. على العكس من ذلك، غير الصرع المتعلقة بالظروف التي تؤدي إلى الحلقات التشنجية أو فقدان الوعي قد تشخص كنوبات الصرع دون رصد EEG الفيديو7. وبالإضافة إلى فائدتها في مجال الصرع، EEG كما يستخدم على نطاق واسع للكشف عن نشاط الدماغ الشاذة المرتبطة باضطرابات النوم، والاعتلال، واضطرابات الذاكرة، فضلا عن استكمال التخدير العام أثناء العمليات الجراحية2 , 8 , 9.
على النقيض من التخطيط الدماغي، تخطيط القلب (أو في بعض الأحيان يتم اختصار رسم القلب كما) هو تسجيل النشاط الكهربائي ل القلب10. اكجس تتم عادة عن طريق ربط كهربائي للأطراف أطرافهم وجدار الصدر، الذي يتيح الكشف عن التغييرات الجهد التي تولدها في عضلة القلب أثناء كل دورة قلبية للانكماش والاسترخاء10،11. تشمل مكونات الموجي ECG الابتدائي دورة القلب العادي موجه P وقيود الكمية المعقدة، وموجه T، التي تقابل أذينية depolarization و depolarization البطين البطين ريبولاريزيشن، على التوالي10، 11-رصد ECG تستخدم بشكل روتيني لتحديد عدم انتظام ضربات القلب، وعيوب نظام التوصيل القلب12. يتم تضخيمه بأهمية استخدام تخطيط القلب لتحديد عدم انتظام ضربات القلب تهدد الحياة بين مرضى الصرع، نظراً لأنهم معرضون لخطر متزايد إلى حد كبير لسكتة قلبية مفاجئة، فضلا عن الموت المفاجئ غير متوقعة في الصرع13، ،من 1415.
بالإضافة إلى تطبيقاتها السريرية، تسجيلات التخطيط الدماغي وتخطيط القلب قد أصبحت أداة لا غنى عنها لتحديد الخلل في الدماغ والقلب في نماذج الماوس من المرض. على الرغم من أن عادة هذه التسجيلات قد أجريت بشكل منفصل، هنا يصف لنا تقنية لتسجيل الفيديو، والتخطيط الدماغي، وتخطيط القلب في وقت واحد في الفئران. يستخدم الأسلوب الفيديو-EEG-ECG المتزامنة مفصلة هنا تكوين تسجيل المربوطة فيها مسرى مزروع على رأس الماوس hard-wired إلى معدات تسجيل. وتاريخيا، هذا المربوطة، أو سلكية، تكوين تم القياسية وتستخدم الأسلوب الأكثر على نطاق واسع لتسجيلات التخطيط الدماغي في الفئران؛ ومع ذلك، نظم القياس EEG اللاسلكية كما وضعت مؤخرا، وتكتسب شعبية16.
بالمقارنة مع نظم التخطيط الدماغي اللاسلكية، الترتيب المربوطة تمتلك العديد من المزايا التقنية التي قد تجعل من الأفضل الاعتماد على التطبيق المطلوب. وتشمل هذه المزايا عدد أكبر من القنوات لتسجيل EEG أو بيوبوتينتيالس أخرى؛ انخفاض تكاليف القطب؛ ديسبوسابيليتي القطب؛ أقل قابلية لإشارة الخسارة؛ وأكبر تردد عرض النطاق الترددي (أي.، معدل أخذ العينات) من تسجيلات17. القيام به بشكل صحيح، يتم تسجيل المربوطة الطريقة الموضحة هنا قادرة على توفير جودة عالية وخالية من القطع الأثرية التخطيط الدماغي وتخطيط القلب البيانات في نفس الوقت، جنبا إلى جنب مع الفيديو المقابلة للرصد السلوكي. يمكن ثم أنها ملغومة هذه البيانات التخطيط الدماغي وتخطيط القلب لتحديد العصبية، وأمراض القلب، أو شذوذ نيوروكاردياك مثل المضبوطات، تغييرات في التخطيط الدماغي السلطة الطيف، كتل التوصيل القلب (أي.، تخطي دقات القلب)، والتغييرات في تقلب معدل ضربات القلب. تثبت تطبيق هذه الأساليب الكمية في التخطيط الدماغي-تخطيط القلب، نقدم تجربة مثال بالضربة قاضية Kcna1 (-/-) باستخدام الماوس. Kcna1 الفئران -/- تفتقر إلى بوابات الجهد Kv1.1 α-مفارز ونتيجة لذلك معرض المضبوطات عفوية والخلل في القلب والوفاة قبل الأوان، مما يجعلهم نموذجا مثاليا لتقييم التخطيط الدماغي-ECG المتزامنة الضارة المرتبطة بالصرع خلل نيوروكاردياك.
جميع الإجراءات التجريبية ينبغي أن يتم وفقا للمبادئ التوجيهية للوطنية معاهد للصحة (المعاهد الوطنية للصحة)، كما وافقت عليها "رعاية الحيوان المؤسسية" للمؤسسة الخاصة بك واستخدام اللجنة (إياكوك). ويبين الشكل 1الأدوات الجراحية الرئيسية اللازمة لهذا البروتوكول.
1. إعداد قطب كهربائي لغرس
2-إعداد الماوس لجراحة
3-ربط الكهربائي للجمجمة
4-غرس الأسلاك لتخطيط القلب
5-غرس الأسلاك للتخطيط الدماغي
6-إغلاق شق الرأس مع الأسمنت الأسنان
7-مساعدة الإنعاش بعد الجراحة
8-تسجيل إشارات EEG-ECG من ماوس المربوطة
9-تحليل تسجيلات التخطيط الدماغي
10-تحليل تسجيلات ECG
لشرح كيفية تحليل البيانات من تسجيلات التخطيط الدماغي-ECG لتحديد التشوهات نيوروكاردياك، يتم إظهار النتائج لتسجيل EEG-ECG 24-ح Kcna1–/– الماوس (2 أشهر من العمر). هذه الحيوانات المسخ، الذي يتم إجراء هندسة عكسية إلى الافتقار إلى بوابات الجهد Kv1.1 α-مفارز مرمزة بواسطة الجين Kcna1 ، نموذج وراثية المستخدمة بشكل متكرر للصرع نظراً لأنها تظهر بداية النشاط موثوقة وكثرة مصادرة منشط رمعي المعمم في حوالي 2-3 أسابيع من العمر20. بالإضافة إلى مضبوطات عفوية، Kcna1–/– الفئران أيضا يحمل الوفاة المبكرة يتزامن مع بداية الصرع، فضلا عن إينتيريكتال والمرتبطة بالاستيلاء على خلل القلب21، 22. ولذلك، Kcna1–/– الفئران أيضا كثيرا ما تستخدم لدراسة العمليات الفيزيولوجية المرضية المحتملة الكامنة وراء الوفاة المفاجئة غير متوقعة في الصرع (سوديب)، السبب الرئيسي للمتصلة بالصرع وفيات، والتي يعتقد أنها تنطوي على اعتقال القلبية المتعلقة بمصادرة، اعتبارا من بعد، غير مفهومة آليات23.
في هذه التجربة، أظهر عنصر التخطيط الدماغي في التسجيلات من Kcna1–/– الماوس مضبوطات العفوية المتكررة التي يتم مراقبتها عادة سبايك كبيرة أولى بداية الاستيلاء متبوعاً بالجهد قصيرة الاكتئاب، والانتقال إلى عالية السعة النتوءات وتنتهي في انفجار أنماط قمع (الشكل 8 أ). باستخدام الفيديو المسجلة في نفس الوقت، تم العثور على هذه المضبوطات اليكتروجرافيك ليتزامن مع السلوكيات مثل الاستيلاء، تميزت رمع تربية وفوريليمب التي تطورت لاحقاً إلى كامل الجسم منشط رمعي التشنجات. من المذكرة، واحدة من المزايا الرئيسية للتخطيط الدماغي هو القدرة على التعرف على المضبوطات اليكتروجرافيك "الصامتة" التي لا ترتبط بسلوكيات واضحة، بمعنى أنها ستفتقده بمراقب التهديف المضبوطات على أساس السلوك وحدها. التقدير الكمي لحالات الاستيلاء في هذا خاصة Kcna1–/– الماوس كشفت المضبوطات 15 أثناء فترة تسجيل 24-ح (8B الشكل). وبلغ متوسط مدة هذه المضبوطات ~ 60 s، تتراوح من حوالي 15-105 s (8B الشكل). وللتدليل على تحليل كثافة الطاقة الطيفية النسبي لفترة ما قبل وما بعد ictal، اختير حجز لمدة 80-s للتقييم باستخدام البرمجيات الطيف السلطة والطيفية المحيطة ictal ولدت (الشكل 8). تم زيادة قوة الطيفي النسبي بعد ictal الترددية دلتا ب ~ 50 في المائة مقارنة بخط الأساس قبل إيكتال (الشكل 8). وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت القوة النسبية بعد ictal للأخرى أعلى التخطيط الدماغي نطاقات التردد يقابلها انخفاض مقارنة بفترة ما قبل إيكتال (الشكل 8). الزيادة في قوة دلتا بعد ictal، والانخفاضات في السلطة بعد انتهاء إيكتال من الفرق الأخرى إرشادية للتخطيط الدماغي تباطؤ، سمة من سمات المضبوطات طويلة وحادة في هذا النموذج18.
تحليل مكون تخطيط القلب للتسجيل من Kcna1–/– الماوس، عدد دقات القلب تخطي إينتيريكتال كان يعول يدوياً كما هو موضح أعلاه. وكان تواتر دقات القلب تم تخطيها في هذه Kcna1–/– الماوس 5.84/ح (الجدول 1)، الذي > زيادة 5 إضعاف مقارنة بوزن الفئران في أعمالنا السابقة الدراسات18،21. في تخطيط القلب من Kcna1–/– الفئران، يحمل دقات القلب تخطي غالباً موجه ف أن لم يتبع بقيود الكمية معقدة، كما هو مبين في الشكل 9 ألف، مما يشير إلى بي (AV) كتلة توصيل21. المقبل، باستخدام البرمجيات HRV، وقد تم تحليل HRV توفير قدر من تأثير على الجهاز العصبي اللاإرادي في وظيفة القلب في هذا الحيوان. حسبت الوقت التدابير التالية المجال HRV Kcna1–/– الماوس: الانحراف المعياري للفواصل للفوز للفوز (سدنن)، وفهرس مجموع التغير اللاإرادي؛ وساحة يعني الجذر المتعاقبة للفوز بفوز الاختلافات (رمسد)، وفهرس للهجة الجهاز السمبتاوي. 24 استخدام إشارة اقتناء المولدة بواسطة البرمجيات R-R الفاصل الزمني للقيم ل Kcna1–/– الماوس (9B الشكل)، البرنامج HRV يحسب معدل ضربات القلب من 737 نبضة في الدقيقة (الجدول 1) ، وهي مماثلة لوزن الفئران في أعمالنا الدراسات السابقة18. وحسبت قيم سدنن ورمسد أن 2.4 ms و 3.2 مرض التصلب العصبي المتعدد، على التوالي (الجدول 1)، الذي يتم حول 2-إلى 3-إضعاف أعلى من عادي WT الفأر18. الوقت مرتفعة المجال HRV التدابير في هذا Kcna1–/– الماوس تشير إلى ازدياد نغمة الجهاز السمبتاوي، مما يوحي بالتحكم اللاإرادي غير طبيعي للقلب. بعد ذلك، استخدمنا HRV البرمجيات لحساب القيم التالية من HRV في المجال التردد، وهي ملخصة في الجدول 1: نسبة الطاقة الترددات المنخفضة (LF)؛ نسبة الطاقة عالية التردد (HF)؛ وأن نسبة LF/التردد. مكونات HF يعتقد أن تعكس تعديل الجهاز السمبتاوي، بينما يعتقد أن عناصر القوات اللبنانية لتعكس تأثير مزيج من تعاطف والجهاز السمبتاوي25. نسبة LF/التردد يستخدم لالتقاط التوازن النسبي من نشاط الجهاز السمبتاوي ومتعاطفة.
وأخيراً، بالإضافة إلى اشتقاق مقاييس كمية من اختلال وظيفي في العصبية وأمراض القلب، تسجيلات التخطيط الدماغي-تخطيط القلب يمكن أيضا أن تحلل نوعيا للعلاقة الزمنية بين شذوذ التخطيط الدماغي وتخطيط القلب لتحديد الخلل المحتمل في نيوروكاردياك ، كما فعل سابقا21،26. على سبيل المثال، عند تحديد المضبوطات أو تصريفات صرعية إينتيريكتال في التخطيط الدماغي، يمكن أن تفقد ECG المقابلة لتشوهات القلب، مثل كتل التوصيل أو عدم انتظام ضربات القلب، التي قد أثارت قبل نشاط المخ الصرع. في Kcna1–/– الفئران، استحضار المضبوطات في بعض الأحيان بطء القلب أو توقف الانقباض التي يمكن التقدم إلى الفتك21،22. في نموذج آخر من الصرع، تحدث Kcnq1 متحولة الماوس وكتل التوصيل وأسيستوليس التزامن مع إينتيريكتال EEG التصريف، مما يوحي بأنها نتيجة ل التفاعل بين نيوروكاردياك المرضية26. وبالتالي، توفر التسجيلات المتزامنة التخطيط الدماغي وتخطيط القلب صورة أكثر اكتمالا للتفاعل بين الدماغ والقلب، والذي يكتسي أهمية خاصة في الصرع حيث يمكن استحضار المضبوطات خلل القلب يمكن أن تكون مميتة.
رقم 1. الأدوات الجراحية اللازمة للإجراء. (1) بليد الجراحية #15؛ (2) دون مشرط مقبض #3؛ (3) أدسون ملقط؛ حامل الإبرة أولسن-حجار (4) ؛ (5) غرامة مقص؛ ملقط دومون #7 (6) ؛ (7) الجرح ميشال مقاطع؛ حامل الإبرة كريل الخشبية (8) ؛ (9) الحفر الصغيرة مع بت 0.8 ملم؛ (10) المتقلب الكهربائية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 2. إعداد مسرى لغرس. (أ) مثال نانوكونيكتور 10-مأخذ الإناث (أي القطب). (ب) مطوية في القبضة منضدية مع الأسلاك ليتم زرعها للتخطيط الدماغي وتخطيط القلب الكهربائي إلى أسفل. يتم الإشارة إلى ألوان الأسلاك. سيتم قطع الأسلاك المتبقية، الذي أشار إلى أعلى،. اقحم يظهر عرض مكبرة للأسلاك الخروج من مسرى. (ج) وسم السلك ECG الأزرق للإشارة إلى مكان علامات إيقاف العزل. (د) استخدام شفرة المبضع لتجريد إيقاف العزل الأسلاك الكشف عن خيوط الفضة داخل. (ه) أسلاك التكوين النهائي القطب مستعدة، يظهر التخطيط الدماغي المشذبة والأسلاك ECG جردت مع الشريط تصاعد التقيد بالأعلى. يظهر اقحم عرض تضخيم الشريط المتصاعدة والأسلاك الخروج من مسرى. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3. مرفق الجراحية القطب في الجمجمة. (أ) مثال للماوس مع الجانبين حلق (المشار إليه بواسطة الأسهم) لتخطيط القلب بأسلاك غرس. (ب) فراق من الفراء بين عيون وآذان جعل مسار لشق. (ج) استخدام مشرط لشق فروة الرأس. (د) شق فروة الرأس. (ﻫ) مثال العلامات الأربعة في الجمجمة المستخدمة للإشارة إلى مواقع الحفر. (و) موضع القطب في الجمجمة بعد حفر ثقوب لدغ. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4. نفق وغرس الأسلاك ECG. (أ) مثال على أنبوب بولي إيثيلين تم قص إلى حوالي 6 سم ومشطوف على نهاية واحدة لتسهيل اتصال نفقي تحت الجلد. (ب) النفقي تحت الجلد مع أنبوب بولي إيثيلين ابتداء من موقع الشق الأفقي. (ج) تغذية السلك ECG من مسرى على رأسه من خلال الأنبوب. (د) سحب السلك مشدود بعد إزالة الأنبوب. (ه) تطبيق خياطة جزء مكشوف الأغلفة الأسلاك ECG أنه عقد في مكان في الأنسجة الكامنة. (و) إغلاق شق الجانب مع مقطع جرح. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 5. غرس أسلاك EEG. (أ) استيعاب التخطيط الدماغي السلك الأحمر وتغذي أفقياً مع لدغ ثقب في الجمجمة، الموضع التالي الأسود أرضية سلك. (ب) التكوين النهائي نانوكونيكتور والأسلاك بعد زرع. أسلاك الموضع (ج) إظهار التخطيطي EEG الثنائية وتخطيط القلب، فضلا عن إشارة (المرجع) وأسلاك الأرضي (GND). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 6. إغلاق شق الرأس. (أ) تطبيق الأسمنت الأسنان حول قاعدة القطب تبدأ كودالي وتسير روسترالي. (ب) مثال على غطاء الأسمنت الأسنان المحيطة بأكمله نانوكونيكتور والأسلاك، مباشرة قبل الإغلاق النهائي للشق. (ج) مثال لشق مختومة النهائي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 7. تسجيل إشارات EEG-ECG الفيديو. (أ) مثال على فأرة الحاسوب المربوطة أثناء تسجيل. (ب) التخطيطي عرض التكوين المعدات للنظام في فيفو تسجيل الفيديو-EEG-ECG المربوطة. هو ملحوم الأسلاك من 10 دبوس نانوكونيكتور ذكور، التي يتم توصيل نانوكونيكتور الإناث مزروع في الجمجمة، كابلات الإناث 1.5 ملم التي ترتبط بواجهة 12-قناة معزولة بيو-إمكانات جراب. ويرتبط هذا جراب ثم بكبل وصلة مسلسل لوحدة اتصالات رقمية (DCOM)، الذي نقل رقمنة البيانات للحصول على إشارة وحدة واجهة (ACQ) متصل بجهاز كمبيوتر سطح مكتب مع برنامج اقتناء البيانات. أيضا في نفس الوقت اكتسبت فيديو باستخدام كاميرا فيديو شبكة المتمركزة خارج والمناطق المجاورة لها إلى القفص. ويرتبط الكاميرا بالكمبيوتر عبر قوة عبر محول إيثرنت ذكي. (ج) آثار ممثل نموذجي التخطيط الدماغي وتخطيط القلب إشارة تطبيق بيانات مع عوامل التصفية التالية: الدرجة 60 هرتز، 75 هرتز هرتز منخفضة و 0.3 عالية تمرير الفرقة مرشحات للتخطيط الدماغي؛ وعامل تصفية عالية تمرير 3-هرتز لتخطيط القلب. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 8. تحليل إشارات EEG. (أ) "التخطيط الدماغي" تتبع عرض نوبة عفوية ممثل في Kcna1–/– الماوس. (ب) الأرض المدد الزمنية للاستيلاء على كل لوحظت خلال الدورة 24-ح التسجيل في Kcna1–/– الماوس. وتناظر القضبان ± متوسط الانحراف المعياري. (ج) المناطق المحيطة إيكتال الطيفية توضح كثافة التردد والطاقة قبل وأثناء وبعد الاستيلاء على الممثل. (د) مقارنة بين القوة النسبية في كل نطاق التردد EEG خلال فترتي ما قبل وما بعد إيكتال يكشف عن زيادة في قوة دلتا النسبي ويتناقص في ثيتا، ألفا وبيتا وغاما السلطة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 9. تحليل إشارات تخطيط القلب- (أ) نموذج تخطيط القلب تتبع من Kcna1–/– الماوس يظهر إيقاع الجيوب الأنفية طبيعية تسبق كتلة توصيل بي، الذي يظهر كموجة ف أن لم يتبع بقيود الكمية المعقدة. تتم تسمية موجه P وقيود الكمية المعقدة، والفاصل الزمني R-R للرجوع إليها. (ب) مؤامرة ممثل بسلسلة الفاصل الزمني R-R التي تم الحصول عليها من تسجيل تخطيط القلب Kcna1–/– الماوس تظهر التقلبات في الوقت بين يدق. ويبين الخط الأحمر منخفضة التردد مكونات الاتجاه التي تحصل على إزالتها من سلسلة الفاصل الزمني R-R عقب ديتريندينج. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
تخطي دقات القلب/h | تقلب معدل ضربات القلب (HRV) | |||||
مجال الوقت | مجال التردد | |||||
الموارد البشرية | سدنن | رمسد | LF | HF | نسبة LF/HF | |
(نبضة في الدقيقة) | (مللي ثانية) | (مللي ثانية) | (%) | (%) | ||
5.84 | 736.8 | 2.4 | 3.2 | 52.27 | 46.38 | 1.127 |
الجدول 1- التحديد الكمي لتخطي القلب يدق، معدل ضربات القلب (HR)، وتقلب معدل ضربات القلب (HRV) في Kcna1–/– الماوس. يتم إعطاء الوقت التدابير التالية المجال HRV: الانحراف المعياري من فوز إلى فوز الفواصل (سدنن) وجذر متوسط مربع الخلافات فوز إلى فوز متتالية (رمسد). في مجال التردد، يتم إظهار HRV التدابير التالية: التردد المنخفض الطاقة النسبة المئوية (LF %)؛ ونسبة الطاقة عالية التردد (HF ٪)؛ ونسبة الطاقة ذات التردد المنخفض للطاقة عالية التردد (LF/HF نسبة).
للحصول على تسجيلات التخطيط الدماغي-ECG عالية الجودة خالية من القطع الأثرية، ينبغي اتخاذ كل الاحتياطات للحيلولة دون تدهور أو تفكك القطب مزروع والأسلاك. كما زرع رأس EEG تصبح فضفاضة، سوف تتحلل اتصالات سلكية مع الدماغ مما يؤدي إلى انخفاض إشارة ستريك. يزرع فضفاضة أو سلك سوء الاتصالات يمكن أيضا أن يسبب تشويها للإشارات الكهربائية، إدخال حركة القطع الأثرية والضوضاء الخلفية للتسجيلات. لمنع تخفيف محتمل لزرع الرأس، تطبيق كمية سخية من الأسمنت الأسنان حول قاعدة عملية الزرع عند إغلاق شق فروة الرأس لضمان القوة القصوى والالتصاق. ينبغي الحرص أيضا على ضمان الإزالة الكاملة للفراء من الجمجمة، ونظرا لمخلفات الفراء يمكن أن يسبب التهاب بعد الجراحة مما يؤدي إلى تورم حول عملية الزرع وسابق لأوانه زرع مفرزة. مع مرور الوقت، قد يزرع الرأس يمكن أن تخفف بسبب الضغوط المرتبطة بتوصيل المتكررة وإلغاء توصيل الحيوان. ولذلك، إذا كان ذلك ممكناً، محاولة تقليل عدد مرات الحيوان توصيل القابس بإجراء تسجيلات مدة طويلة واحد بدلاً من عدة تسجيلات قصيرة المدة. مصدرا محتملاً آخر لزرع بوستسورجيكال أضرار وإصابة الحيوانات اللاحقة هو الاتصال المادي بين الزرع وويريتوب في قفص للحيوانات المنزلية. للقضاء على الحاجة إلى ويريتوبس، المواد الغذائية يمكن أن توضع الكريات وجل ترطيب على الكلمة قفص. أخيرا، الحفاظ على سلامة العملاء المتوقعين ECG، التعامل مع الحيوان ينبغي تدنية، لا سيما على طول جانبي الجسم حيث تشغيل الأسلاك الرسم الكهربائي للقلب.
بالإضافة إلى تدهور عملية الزرع أو أسلاك الاتصالات، هو آخر من المضاعفات المحتملة لتكوين تسجيل المربوطة إمكانية الحيوان تصبح منفصلة (أي، غير موصول أو انتزع) خلال تجربة مما أدى إلى فقدان الإشارة. يمكن أن تكون مفرزة خاصة مزعجة للفئران التي تعاني من النوبات التشنجية الشديدة مع تشغيل وكذاب. لتقليل احتمالية حدوث الماوس تصبح منفصلة، تحسين مقدار فترة السماح في حبل الأسلاك. عادة هو طول الأسلاك أفضل توازن بين توفير التوتر فترة سماح كافية للحيوان لاستكشاف جميع أركان القفص ولكن ليس قليلاً حتى أن هناك لا لزوم لها في الأسلاك التي يمكن أن تعزز مفرزة. في تحديد طول الأسلاك الأمثل، التأكد من أن ليس هناك الكثير سماح أن الماوس يمكن سهولة مضغ الأسلاك، مما يمكن أن يؤدي إلى فقدان إشارة إذا السلك مكسورة. استخدام نانوكونيكتور الكهربائي يزرع مع على الأقل 10-أسلاك (أي، 10-دبوس/مأخذ أزواج) مهم أيضا لتوفير الاستقرار إضافية إلى اتصال المربوطة، كما نانوكونيكتورس بأقل من 10-أسلاك تميل إلى نزع من الخطاف أكثر تواترا. كذلك تقليل احتمال الحيوان تصبح منفصلة، يمكن بسهولة تعديل هذا البروتوكول عن طريق توصيل الأسلاك من الرأس للماوس مبدلة عزم الدوران المنخفضة تعليق أعلاه قاعة تسجيل. يعمل مبدلة بالتناوب كما يتحرك الماوس للتخفيف من هذا حشد سلالة اﻻلتوائية في السلك، مما يحول إلغاء توصيل الماوس.
نقاط قوة رئيسية لهذا البروتوكول فيديو-EEG-ECG المربوطة هي القدرة على تعديل الأسلوب لتطبيقات إضافية. كما هو موضح هنا، وتستخدم ستة فقط من الأسلاك الكهربائي العشر المتاحة. ومع ذلك، يمكن أيضا مزروع الأسلاك الأربعة المتبقية التخطيط الدماغي أربعة إضافية تؤدي إلى توفير أفضل القرار المكانية لنشاط الدماغ. وبدلاً من ذلك، يمكن خياطة اثنين من الأسلاك غير المستخدمة في عضلات الرقبة لتسجيل electromyogram (EMG)، التي توفر قدرا من النشاط العضلات التي من المهم تحديد مركز النوم واليقظة في تركيبة مع EEG. آخر تعديل ممكن سيكون لتسجيل الحيوان في دائرة بليثيسموجرافي الجسم كله الذي هو تعديل لاستيعاب حبل الأسلاك. في بليثيسموجرافي، تغيرات الضغط الصغيرة المرتبطة بالالهام وانتهاء الصلاحية يتم تحويلها إلى الطول الموجي الجهاز التنفسي. ذلك، من خلال دمج بليثيسموجرافي، فمن الممكن تقنيا لتحقيق تزامن تسجيل الفيديو، EEG، ECG، وفريق الإدارة البيئية، والتنفس، والذي سيمثل قراءات أنشطة السلوك والدماغ والقلب والعضلات والرئة. هذه شاملة في فيفو الفسيولوجية التسجيلات التي يكاد يكون مستحيلاً في القياس عن بعد نظم اليوم مما يجعل النهج المربوطة الموصوفة هنا أداة قوية للاستجواب المتزامن لعدة بيوسيجنالس في الفئران.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
أيد هذا العمل "المتحدة المواطنين" للبحوث في الصرع (عدد المنح 35489)؛ المعاهد الوطنية للصحة (منح أرقام R01NS100954، R01NS099188)؛ ومركز العلوم الصحية جامعة الدولة لويزيانا موشي مالكولم زمالة ما بعد الدكتوراه.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
VistaVision stereozoom dissecting microscope | VWR | ||
Dolan-Jenner MI-150 microscopy illuminator, with ring light | VWR | MI-150RL | |
CS Series scale | Ohaus | CS200 | for weighing animal |
T/Pump professional | Stryker | recirculating water heat pad system | |
Ideal Micro Drill | Roboz Surgical Instruments | RS-6300 | |
Ideal Micro Drill Burr Set | Cell Point Scientific | 60-1000 | only need the 0.8-mm size |
electric trimmer | Wahl | 9962 | mini clipper |
tabletop vise | Eclipse Tools | PD-372 | PD-372 Mini-tabletop suction vise |
fine scissors | Fine Science Tools | 14058-11 | ToughCut, Straight, Sharp/Sharp, 11.5 cm |
Crile-Wood needle holder | Fine Science Tools | 12003-15 | Straight, Serrated, 15 cm, with lock - For applying wound clips |
Dumont #7 forceps | Fine Science Tools | 11297-00 | Standard Tips, Curved, Dumostar, 11.5 cm |
Adson forceps | Fine Science Tools | 11006-12 | Serrated, Straight, 12 cm |
Olsen-Hegar needle holder with suture cutter | Fine Science Tools | 12002-12 | Straight, Serrated, 12 cm, with lock |
scalpel handle #3 | Fine Science Tools | 10003-12 | |
surgical blades #15 | Havel's | FHS15 | |
6-0 surgical suture | Unify | S-N618R13 | non-absorbable, monofilament, black |
gauze sponges | Coviden | 2346 | 12 ply, 7.6 cm x 7.6 cm |
cotton-tipped swabs | Constix | SC-9 | 15.2-cm total length |
super glue | Loctite | LOC1364076 | gel control |
Michel wound clips, 7.5mm | Kent Scientific | INS700750 | |
polycarboxylate dental cement kit | Prime-dent | 010-036 | Type 1 fine grain |
tuberculin syringe | BD | 309623 | |
polyethylene tubing | Intramedic | 427431 | PE160, 1.143 mm (ID) x 1.575 mm (OD) |
chlorhexidine | Sigma-Aldrich | C9394 | |
ethanol | Sigma-Aldrich | E7023-500ML | |
Puralube vet ointment | Dechra Veterinary Products | opthalamic eye ointment | |
mouse anesthetic cocktail | Ketamine (80 mg/kg), Xylazine (10 mg/kg), and Acepromazine (1 mg/kg) | ||
carprofen | Rimadyl (trade name) | ||
HydroGel | ClearH20 | 70-01-5022 | hydrating gel; 56-g cups |
Ponemah software | Data Sciences International | data acquisition and analysis software; version 5.2 or greater with Electrocardiogram Module | |
7700 Digital Signal conditioner | Data Sciences International | ||
12 Channel Isolated Bio-potential Pod | Data Sciences International | ||
fish tank | Topfin | for use as recording chamber; 20.8 gallon aquarium; 40.8 cm (L) X 21.3 cm (W) X 25.5 cm (H) | |
Digital Communication Module (DCOM) | Data Sciences International | 13-7715-70 | |
12 Channel Isolated Bio-potential Pod | Data Sciences International | 12-7770-BIO12 | |
serial link cable | Data Sciences International | J03557-20 | connects DCOM to bio-potential pod |
Acquisition Interface (ACQ-7700USB) | Data Sciences International | PNM-P3P-7002 | |
network video camera | Axis Communications | P1343, day/night capability | |
8-Port Gigabit Smart Switch | Cisco | SG200-08 | 8-port gigabit ethernet swith with 4 power over ethernet supported ports (Cisco Small Business 200 Series) |
10-pin male nanoconnector with guide post hole | Omnetics | NPS-10-WD-30.0-C-G | electrode for implantation on the mouse head |
10-socket female nanoconnector with guide post | Omnetics | NSS-10-WD-2.0-C-G | connector for electrode implant |
1.5-mm female touchproof connector cables | PlasticsOne | 441 | 1 signal, gold-plated; for connecting the wiring from the head-mount implant to the bio-potential pod |
soldering iron | Weller | WESD51 BUNDLE | digital soldering station |
solder | Bernzomatic | 327797 | lead free, silver bearing, acid flux core solder |
heat shrink tubing | URBEST | collection of tubing with 1.5- to 10-mm internal diameters | |
heat gun | Dewalt | D26960 | |
mounting tape (double-sided) | 3M Scotch | MMM114 | 114/DC Heavy Duty Mounting Tape, 2.54 cm x 1.27 m |
desktop computer | Dell | recommended minimum requirements: 3rd Gen Intel Core i7-3770 processor with HD4000 graphics; 4 GB RAM, 1 GB AMD Radeon HD 7570 video card; 1 TB hard drive; Windows 7 OS | |
permanent marker | Sharpie | 37001 | black color, ultra fine point |
toothpicks | for mixing and applying the polycarboxylate dental cement | ||
LabChart Pro software | ADInstruments | power spectrum software; version 8.1.3 or greater | |
Kubios HRV software | Univ. of Eastern Finland | HRV analysis software; version 2.2 | |
Notepad | Microsoft | simple text editor software |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved