토끼 모델의 간헐적 광 자극: 간질 발작을 유도하고 동시에 다중 시스템 매개변수를 기록하는 기술

초록

출처: Bosinski, C., et al. 의식이 있는 제지된 토끼의 발작, 부정맥 및 무호흡 식별을 위한 다중 시스템 모니터링. J. Vis. 특급 (2021).

이 비디오에서는 토끼 모델에서 발작을 유도하여 생성된 비디오-EEG-ECG-카프노그래피-산소 측정 데이터를 동시에 기록하는 절차를 보여줍니다.

프로토콜

동물 모델과 관련된 모든 절차는 지역 기관 동물 관리 위원회와 JoVE 수의학 검토 위원회에서 검토되었습니다.

1. 광자 자극 실험

1. 원형 반사경이 있는 광원을 눈높이에서 토끼 앞 30cm 앞에 놓고 플래시 강도를 최대(16칸델라)로 설정합니다. 광원은 그림 1E에서 흰색 점으로 표시됩니다.
   메모: 감광성 반응을 이끌어내기 위해 조명이 어두운 방을 사용해야 합니다.
2. 토끼의 눈은 인간의 눈과 같이 머리 앞쪽이 아닌 머리 쪽에 있으므로 토끼의 양쪽에 거울 2개, 토끼 뒤에 1개의 거울을 놓아 빛이 토끼의 눈에 들어오도록 합니다.
   메모: 높이 ≥ 20cm, 길이 ≥ 120cm의 평면 거울은 토끼 주위에 삼각형 인클로저를 만들어 번쩍이는 빛이 토끼의 눈에 들어오도록 합니다(그림 1E에서 볼 수 있음).
3. 광원을 속도, 강도 및 지속 시간을 조정할 수 있는 컨트롤러에 연결합니다.
4. 적색광 및 적외선 녹화 기능이 있는 카메라를 사용하여 비디오를 녹화합니다.
5. 토끼가 눈을 뜨고 30초 동안 각 주파수에 노출된 다음 수술용 마스크로 얼굴을 가리고 30초 동안 노출시켜 각 주파수에서 눈을 감는 것을 시뮬레이션하거나 유발합니다.
   메모: 이전 연구에서는 눈을 감는 것이 발작에 대한 광과민성을 이끌어내는 가장 도발적인 동작이라는 것을 보여주었습니다. 또한 광과민성 환자의 10%는 눈을 감고 있는 동안에만 뇌파 징후를 보입니다. 발작은 머리와 전신 근간대성 경련, 간대성 또는 긴장 상태의 존재를 관찰하여 임상적으로 확인할 수 있습니다. EEG 기록은 발작 활동의 확실한 진단을 위해 운동 징후와의 뇌파 상관 관계(예: 스파이크, 폴리 스파이크 및 리듬 방전)에 대해 보다 철저하게 분석됩니다. EEG가 근육 인공물이나 불확정성 간질 유발성의 파동에 의해 가려지는 움직임은 확인을 위해 간질 전문의에 의해 검토되어야 합니다.
6. 광 자극기 주파수를 1Hz에서 25Hz로 2Hz 단위로 증가시킵니다. 그런 다음 동일한 광 자극 프로토콜을 수행하되 이번에는 주파수를 5Hz씩 60Hz에서 25Hz로 줄입니다.
   메모: 토끼가 발작을 일으키면 실험을 중단해야 합니다. 30분 동안 토끼를 계속 모니터링합니다. 그런 다음 토끼를 수용실로 돌려보내고 완전히 회복될 때까지 1시간 동안 3시간마다 모니터링합니다. 그러나 광 자극이 광발작성 반응을 유도하면 나머지 상승 주파수는 건너뛰고 다른 광발작성 반응이 발생할 때까지 60Hz에서 하강하여 시리즈를 다시 시작합니다. 이를 통해 상부 및 하부 photic stimulation threshold를 결정할 수 있습니다. 광발작성 반응은 광자극이 중단된 후 중단되므로 지연이 필요하지 않습니다. 광발작성 반응이 발생했는지 여부가 불분명한 경우, 10초 지연 후 주파수가 반복됩니다.
7. 실험이 완료된 후 토끼에서 EEG 및 ECG 리드를 제거하고 사육 직원의 일상적인 관리를 위해 토끼를 우리 집으로 되돌려 놓습니다.

결과

그림 1 : 토끼가 장비에 연결되었습니다. (A) ECG 전극의 위치, 왼팔은 노란색 점으로 표시됩니다. 오른팔은 흰색 점으로 표시됩니다. 왼쪽 다리는 빨간색 점으로 표시됩니다. 오른쪽 다리 앞쪽의 지면은 녹색 점으로 표시됩니다. (B) ECG 및 EEG 전극이 부착된 구속 중인 토끼. (C) 토끼 아래에 부스터, 목 폼 및 절단된 PVC 파이프를 포함하여 더 작은 토끼를 수용할 수 있도록 적절하게 개조된 구속기에 있는 어린 토끼. (D) EEG 전극의 위치와 함께 구속 중인 토끼. 오른쪽 정면은 주황색 점으로 표시됩니다. 왼쪽 정면은 빨간색 점으로 표시됩니다. 오른쪽 후두부는 노란색 점으로 표시됩니...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
컴퓨터	작은 골짜기	옵티플렉스 5040	수집 컴퓨터
ECG 전극	리듬링크	RLSND116-2.5	13mm 35도 구부러진(직경 0.4mm) 피하 핀 전극
EEG 전극	리듬링크	RLSP513	5-트위스트 13mm 직선(직경 0.4mm) 피하 핀 전극
이그랩 (2020)	스워츠 컴퓨터 신경과학 센터(Swartz Center for Computational Neuroscience	오픈 액세스	EEG의 스펙트럼 분석을 수행할 수 있습니다
이더넷-이더넷 어댑터	링크시스	USB3G16	카메라를 컴퓨터에 연결하기 위한 어댑터
폼 패딩	일반적인	해당 사항 없음	목 압박의 심폐 부작용을 방지하기 위해 구속자에 의해 작은 토끼의 목에 가해지는 압력을 줄입니다
IR 라이트	보쉬	EX12LED-3BD-8W	어둠 속에서도 녹음을 용이하게 합니다.
LabChart Pro (2019, 버전 8.1.16)	광고	해당 사항 없음	ECG 분석
MATLAB (R2019b, 업데이트 5)	매스웍스	해당 사항 없음	EEGLAB을 실행하는 데 필요합니다.
마이크	소니 스테레오	ECM-D570P	발작의 가청 징후 기록
Micropore 의료 테이프, 종이, 흰색	3엠	1530-1	전선을 고정하고 귀 부목을 만드는 데 사용됩니다
나투스 뉴로웍스	나투스	LC101-8	수집 및 검토 소프트웨어
광자 자극기	풀	PS22	광 펄스의 주파수, 지연, 지속 시간, 강도를 제어하는 자극기
플라스틱 와이어 오거나이저 / 번들러	12Vwire.com	LM-12-100-BLK	노이즈를 줄이기 위해 전선을 번들로 묶습니다.
PS 22 광자 자극기	잔디 악기	BZA641035	플래시 주파수, 지연 및 강도를 조정할 수 있는 스트로브 조명
PVC 파이프	일반적인	해당 사항 없음	작은 토끼가 뒷다리를 차서 척추 부상을 입는 것을 방지합니다
양자 증폭기	나투스	13926	증폭기 / 디지타이저
Quantum HeadBox 증폭기	나투스	22134	64핀 브레이크아웃 박스
토끼 레스트레이너	플라스 연구소	501-TC	다양한 크기의 토끼 재조정기를 사용할 수 있습니다.이 연구에서는 6" x 18" x 6"입니다.
고무 패드(부스터)	일반적인	해당 사항 없음	목 압박을 방지하기 위해 작은 토끼를 구속구로 들어 올립니다
SpO2 이어 클립	노닌	61000	퓨어SAT/SpO2
SpO2 센서 어댑터	노닌	13931	엑스포드 퓨어SAT/SpO2
SRG-X120 1080p 회전형 카메라(HDMI, IP 및 3G-SDI 출력	소니	SRG-X120	임펠라 카메라

) . . 년 . (영어) 시리즈 . 년 시리즈 . 의 년 포함)