يستخدم تخطيط القلب الكهربائي (ECG) بشكل روتيني في الإعداد السريري لتقييم ديناميكيات التوصيل الكهربائي القلبي وعملية التنشيط والاستعادة الكهربائية. تخطيط القلب مهم للكشف عن, توطين, وتقييم مخاطر عدم انتظام ضربات القلب, نقص التروية, والاحتشاءات. عادة، يتم لصق الأقطاب الكهربائية على صدر المريض وذراعيه وساقيه من أجل توفير رؤية ثلاثية الأبعاد للقلب. يتم إنتاج انحراف إيجابي عندما يكون اتجاه إزالة الاستقطاب عضلة القلب نحو القطب الكهربائي ويتم إنتاج انحراف سلبي عندما يكون اتجاه إزالة الاستقطاب عضلة القلب بعيدا عن القطب الكهربائي. وتشمل المكونات الكهرومغرافية للدورة القلبية إزالة الاستقطاب الأذيني (موجة P)، ومصل البطين الأذيني (الفاصل الزمني P-R)، والإثارة البطينية (مجمع الاستجابة السريعة)، وإعادة الاستقطاب البطيني (موجة T). هناك أوجه تشابه كبيرة في تخطيط القلب والتدابير المحتملة للعمل عبر العديد من الثدييات بما في ذلك البشر والأرانب وال وخنازير غينيا والخنازير والماعز والخيول1و2و3.
الأرانب هي نموذج مثالي للبحوث القلبية. قلب الأرنب يشبه قلب الإنسان من حيث تكوين القناة الأيونية ، والعمل المحتمل خصائص2،4،5. وقد استخدمت الأرانب لتوليد الوراثية, المكتسبة, والنماذج الناجمة عن المخدرات من أمراض القلب2,4,6,7,8. هناك أوجه تشابه كبيرة في تخطيط القلب والاستجابة المحتملة للعمل على المخدرات في البشر والأرانب7،10،11.
معدل ضربات القلب والقلب الكهربائية تنشيط عملية الانتعاش يختلف كثيرا في القوارض، بالمقارنة مع الأرانب والبشر، وغيرها من الثدييات أكبر12،13،14. قلب القوارض ينبض ب 10 أضعاف سرعة البشر في المقابل، إلى قطاع ST ISO الكهربائية في ECGs الإنسان والأرنب، لا يوجد أي جزء ST في القوارض14،15،16. أيضا ، القوارض لديها شكل موجي QRS-r مع موجة Tمقلوبة 14،15،16. قياسات الفاصل الزمني QT مختلفة جدا في القوارض مقابل البشر والأرانب14،15،16. وعلاوة على ذلك، قيم تخطيط القلب العادية هي مختلفة جدا في البشر مقابل القوارض12،15،16. ويمكن أن تعزى هذه الاختلافات في الأشكال الموجية تخطيط القلب إلى الاختلافات في العمل المورفولوجيا المحتملة والقنوات الأيونية التي تدفع إعادة الاستقطاب القلبي9،14. في حين أن تيار البوتاسيوم الخارجي العابر هو التيار الرئيسي لإعادة الاستقطاب في التحولات القلبية القصيرة (غير القبة) المحتملة للعمل القلبي في القوارض ، في البشر والأرانب هناك قبة كبيرة للمرحلة 2 على إمكانات العمل ، وتيارات البوتاسيوم التصحيحية المتأخرة (IKr و IKS)هي التيارات الرئيسية لإعادة الاستقطاب في البشر والأرانب4و9و13و17. الأهم من ذلك ، فإن التعبير عن أناKr و IKS غائب / الحد الأدنى في القوارض ، وبسبب الحركية التنشيط الزمنية ل IKr و IKS ، فإنه ليس له دور في التحولات المحتملة للعمل القلبي9،13. وهكذا، توفر الأرانب نموذجا أكثر ترجمة لتقييم آليات المخدرات الناجمة عن، المكتسبة، ووراثة تشوهات تخطيط القلب وعدم انتظام ضربات القلب4،7،13. بعد ذلك ، كما أظهرت العديد من الدراسات وجود كل من التشوهات العصبية والقلبية الكهربائية في القلب الأولي (متلازمة QTالطويلة 18،19،20)أو أمراض الخلايا العصبية (الصرع21،22،23،24)، من المهم دراسة الآليات الأساسية في نموذج حيواني يستنسخ علم وظائف الأعضاء البشري عن كثب. في حين أن القوارض قد تكون كافية لنمذجة الدماغ البشري ، والقوارض ليست نموذجا مثاليا لعلم وظائف الأعضاء القلب البشري7.
يستخدم تخطيط كهربية الدماغ (EEG) أقطاب كهربائية، توضع عادة على فروة الرأس أو داخل الجمجمة، لتسجيل الوظيفة الكهربائية القشرية. يمكن لهذه الأقطاب الكشف عن التغيرات في معدل إطلاق النار والتزامن من مجموعات من الخلايا العصبية الهرمية القريبة في قشرة الدماغ25. يمكن استخدام هذه المعلومات لتقييم الوظيفة الدماغية وحالة الاستيقاظ / النوم. كما أن ال EEGs مفيدة لترجمة نشاط الصرع، والتمييز بين نوبات الصرع والأحداث غير الصرعية (على سبيل المثال، النشاط النفسي غير الصرعي والأحداث القلبية المنشأ). من أجل تشخيص نوع الصرع ، وعوامل استفزاز ، وأصل النوبة ، يتعرض مرضى الصرع لمناورات مختلفة قد تؤدي إلى نوبة. وتشمل الطرق المختلفة فرط التهوية، والتحفيز الفوتي، والحرمان من النوم. يوضح هذا البروتوكول استخدام التحفيز الفوتي للحث على انحرافات ومضبوطات تخطيط كهربية الدماغ في الأرانب26و27و28و29.
وقد استخدمت تسجيلات الفيديو في وقت واحد تخطيط كهربية الدماغ-ECG على نطاق واسع في البشر والقوارض لتقييم النشاط السلوكي والخلايا العصبية والقلب خلال الدول ما قبل ictal، ictal، وما بعد ictal30. في حين أن العديد من الدراسات قد أجريت EEG وتسجيلات تخطيط القلب بشكل منفصل في الأرانب4،31،32،33، نظام للحصول على وتحليل الفيديو في وقت واحد - تخطيط كهربية الدماغ - ECG في الأرنب ضبط النفس واعية ليست راسخة34. تصف هذه الورقة تصميم وتنفيذ بروتوكول يمكنه تسجيل بيانات قياس الأكسدة في الفيديو -EEG-ECG المتزامنة في الأرانب الواعية من أجل تقييم الوظيفة الكهربائية والجهاز التنفسي العصبية القلبية. يمكن أن تشير النتائج التي تم جمعها من هذه الطريقة إلى الحساسية والمحفزات والديناميكيات والتوافق بين عدم انتظام ضربات القلب والنوبات واضطرابات الجهاز التنفسي والمظاهر المادية. ميزة نظامنا التجريبي هو أن نحصل على تسجيلات واعية دون الحاجة إلى مهدئ. الأرانب تبقى في المقيدين لمدة ≥5 ساعة، مع الحد الأدنى من الحركة. كما التخدير اضطراب الخلايا العصبية, القلب, الجهاز التنفسي, ووظيفة اللاإرادي, التسجيلات خلال الدولة واعية توفر البيانات الأكثر الفسيولوجية.
قد يوفر نظام التسجيل هذا في نهاية المطاف رؤى مفصلة لتعزيز فهم الآليات العصبية والقلبية والتنفسية للوفاة المفاجئة غير المتوقعة في الصرع (SUDEP). بالإضافة إلى الرصد العصبي والقلبي أعلاه، دعمت الأدلة الحديثة أيضا دور فشل الجهاز التنفسي كمساهمة محتملة في الوفاة المفاجئة بعدالنوبة 35،36. ولرصد الحالة التنفسية للأرانب، تم تنفيذ قياس الأكسدة والكابنوغرافيا لتقييم حالة الجهاز التنفسي قبل النوبة وأثناءها وبعدها. تم تصميم البروتوكول المعروض هنا بهدف تقييم عتبة المضبوطات الناجمة عن الأرانب الدوائية والفوتيتيكية. يمكن لهذا البروتوكول الكشف عن تشوهات تخطيط كهربية الدماغ و ECG الدقيقة التي قد لا تؤدي إلى مظاهر مادية. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه الطريقة لسلامة القلب واختبار فعالية مضادة لللامنهجية من الأدوية والأجهزة الجديدة.