التنفس هو نشاط معقد وحيوي يسيطر عليها الدماغ، مما يسمح dioxygen (O 2) امتصاص وثاني أكسيد الكربون (CO 2) القضاء. يتم إنشاء محرك التنفسي المركزي عن طريق شبكة معقدة تقع في الدماغ في كل من الثدييات 1، 2 البرمائيات والزواحف 3، 4 الطيور والأسماك 5. حتى لو كان يمكن معالجتها دراسة التنفس في الجسم الحي، والتحقيقات الآلية الدقيقة تتطلب الوصول المباشر إلى شبكة التحكم في الجهاز التنفسي. تحقيقا لهذه الغاية، وضعت أدريان وBuytendijk مستحضر ذهبية انخفاض، والتي أقطاب توضع على سجل سطح الدماغ إيقاع لدت المرتبطة الخيشومية التهوية 5. وقد تم تكييف هذا النهج في وقت لاحق من قبل Suzue في عام 1984 6 لاستخدامها في القوارض حديثي الولادة. وقد أدى ظهور هذا المستحضر إلى تقدم كبير في علم الأعصاب في الجهاز التنفسي. لأنها بسيطة نسبيا، قدمت تقنية حيحرث غير قابلة للمجموعة واسعة من التحقيقات الأساسية من السلوكيات الحركية الإيقاعية وأصولهم في القوارض حديثي الولادة.
الهدف العام من هذه الطريقة لتسجيل المتعلقات العصبية النشاط الشهيق، ودعا إيقاع مثل الجهاز التنفسي في التنفس الوهمية، التي تنتجها الشبكة في الجهاز التنفسي. هذه الطريقة يمكن أن تستخدم في مجموعة واسعة من أهداف البحث، واستهداف الردود الشهيق إلى تغيرات في الجهاز التنفسي أو الصيدلة في كل البرية نوع 7 و 8 المعدلة وراثيا الحيوانات. وبالنظر إلى أن التجارب التي تجرى عند درجة حرارة منخفضة، دون afferents الحسية، وتحت الظروف التي تركيزات الجلوكوز وO 2 في ACSF مرتفعة، وقد أثيرت تساؤلات بشأن مدى ملاءمة الفسيولوجية في الإشارات المسجلة. في حين أن هناك اختلافات واضحة بين المجراة في ظروف المختبر (على سبيل المثال، تردد رشقات نارية الشهيق) تظل الحقيقة أن وجودالعناصر الأساسية لشبكة الجهاز التنفسي 6 تجعل من الممكن لدراسة الإيقاع القوي يرتبط إلى وظيفة التماثل الساكن الحيوية 9،10.
الأساس المنطقي وراء تطوير واستخدام هذه التقنية لتسهيل الوصول المباشر إلى عناصر الدماغ للشبكة في الجهاز التنفسي، والتي هي بالكاد يمكن الوصول إليها في الجسم الحي، وخاصة في الأطفال حديثي الولادة. يتم وضع الدماغ في ظل ظروف رقابة صارمة: لا التضمين إيقاع سجلتها المدخلات وارد الطرفية من الرئتين أو الهيئات السباتي، والسماح للدراسة في التركيز على محرك الأقراص التنفسي المركزي نفسه 11. وهكذا، ويستخدم هذا الوصول إلى تطبيق مؤثرات وتسجيل إشارة خرج. وعلى النقيض من تخطيط التحجم التسجيلات، هو منظم إيقاع التنفس من قبل جميع مكوناته في جميع أنحاء الجسم (على سبيل المثال، وانتفاخ الرئة، chemosensors الطرفية)، مما يجعل من الصعب تطبيق مؤثرات دقيقة.
فيالفئران ewborn، يتكون البروتوكول من تسجيل رابع إشارة بطني الجذر على الدماغ معزولة والحبل الشوكي اقتطاع، حافظت في الاصطناعي الدماغي الشوكي السائل (ACSF). يتكون إيقاع الناتجة عن الاستعدادات الحبل الشوكي الدماغ من رشقات نارية بطيئة الفردية التي ترتبط إشارة الشهيق 9. المعزولة الاستعدادات الحبل الشوكي الدماغ وللتسجيل بسهولة في الفئران من يوم بعد الولادة 0-4 (P0 - P4) 7. يستخدم هذا الأسلوب عادة لتقييم الاستجابة ميتة الشبكة في الجهاز التنفسي، وكذلك استجابة لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم، والحماض أو المخدرات. ويرد بروتوكول نقص الأكسجين الحاد هنا. يتم الحصول على هذا التحفيز عن طريق سحب O 2 في ACSF. يستخدم هذا الأسلوب عادة لتقييم التسامح والقدرة على الاستجابة للإهانات ميتة. بروتوكول يؤدي الى الاكتئاب الإيقاع من الدقيقة الأولى حتى نهاية التعرض نقص الأكسجة (الشكل 1) 12. يتم عكس هذا الاكتئابخلال مرحلة ما بعد ميتة الانتعاش 12. وفيما يتعلق تصميم تجريبي، فمن المهم أن نلاحظ أن بونس، وتقع في الجزء منقاري من جذع الدماغ، لديه عمل كابح بشكل خاص على مولد إيقاع 8. وهكذا، والأعمال التحضيرية من الدماغ والحبل الشوكي الكامل منقاري عرض إيقاع أقل. يتم تحديد إدراج بونس في عينة معزولة للتسجيل وفقا لهدف التجربة 13؛ سوف دراسة تأثير جسري على شبكة النخاع المستطيل تتطلب التسجيلات مع وبدون بونس لمقارنة النتائج 14. وعلاوة على ذلك، واحدة من مزايا هذه التقنية إمكانية تمديد الجزء المنقاري لإعداد لتشمل الدماغ المتوسط و / أو مناطق دماغية بينية 15،16، مما يجعل من الممكن لتقييم أثر هذه المناطق على الشبكة الجهاز التنفسي-بونتو النخاع.