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Genetics

एक साथ वीडियो-ईईजी-ईसीजी निगरानी के लिए माउस में Neurocardiac शिथिलता की पहचान मिर्गी के मॉडल

Published: January 29, 2018 doi: 10.3791/57300
Automatic Translation
*1, *1, 1
1Department of Cellular Biology and Anatomy, Louisiana State University Health Sciences Center
* These authors contributed equally

Summary

यहाँ, हम एक साथ वीडियो, electroencephalography (ईईजी), और जी॰ (ईसीजी) का उपयोग चूहों में मस्तिष्क और हृदय जैव संकेतों को रिकॉर्ड करने के लिए एक प्रोटोकॉल मौजूद. हम भी दौरे के लिए परिणामी ईईजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग, ईईजी वर्णक्रमीय शक्ति, कार्डियक फंक्शन, और हृदय की दर परिवर्तनशीलता का विश्लेषण करने के लिए तरीकों का वर्णन ।

Abstract

मिर्गी में बरामदगी हृदय गति में परिवर्तन, आचरण ब्लॉक, asystoles, और अतालता, जो संभवतः मिर्गी (SUDEP) में अचानक अप्रत्याशित मौत का खतरा बढ़ सकता है के रूप में कार्डियक लय गड़बड़ी पैदा कर सकते हैं । Electroencephalography (ईईजी) और जी॰ (ईसीजी) व्यापक रूप से रोगियों में असामान्य मस्तिष्क और हृदय लय के लिए निगरानी करने के लिए नैदानिक नैदानिक उपकरणों का इस्तेमाल कर रहे हैं. यहां, एक तकनीक के साथ ही वीडियो रिकॉर्ड करने के लिए, ईईजी, और चूहों में ईसीजी व्यवहार, मस्तिष्क, और हृदय की गतिविधियों को मापने के लिए क्रमशः, वर्णन किया गया है । यहां वर्णित तकनीक का इस्तेमाल एक सीमित (यानी, वायर्ड) रिकॉर्डिंग विंयास जिसमें माउस के सिर पर प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड मुश्किल है-रिकॉर्डिंग उपकरण के लिए तार । वायरलेस टेलीमेट्री रिकॉर्डिंग प्रणालियों की तुलना में, सीमित व्यवस्था ईईजी या अन्य क्षमता रिकॉर्डिंग के लिए चैनलों की एक बड़ी संभव संख्या के रूप में कई तकनीकी लाभ के पास; कम इलेक्ट्रोड लागत; और अधिक आवृत्ति बैंडविड्थ (यानी, नमूना दर) रिकॉर्डिंग की । इस तकनीक की मूल बातें भी आसानी से इस तरह के electromyography (ईएमजी) या मांसपेशियों और श्वसन गतिविधि के आकलन के लिए plethysmography के रूप में अंय, rerecordings, क्रमशः समायोजित संशोधित किया जा सकता है । कैसे ईईजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग प्रदर्शन करने के लिए का वर्णन करने के अलावा, हम भी विस्तार तरीके से बरामदगी के लिए परिणामी डेटा, ईईजी वर्णक्रमीय शक्ति, हृदय समारोह, और हृदय की दर परिवर्तनशीलता, जो हम एक उदाहरण के साथ एक माउस का उपयोग कर प्रयोग में प्रदर्शित करता है मिर्गी के कारण Kcna1 जीन विलोपन. Video-ईईजी-माउस में ईसीजी मॉनिटरिंग मिर्गी या अन्य स्नायविक रोग के मॉडल मस्तिष्क, हृदय, या मस्तिष्क के स्तर पर हृदय बातचीत में शिथिलता की पहचान करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है.

Introduction

Electroencephalography (ईईजी) और जी॰ (ईसीजी) क्रमशः vivo मस्तिष्क और कार्डियक समारोह में आकलन करने के लिए शक्तिशाली और व्यापक रूप से इस्तेमाल किया तकनीक हैं. ईईजी खोपड़ी के लिए इलेक्ट्रोड संलग्न द्वारा विद्युत मस्तिष्क गतिविधि की रिकॉर्डिंग है1. गैर इनवेसिव ईईजी के साथ दर्ज संकेत वोल्टेज उतार चढ़ाव summated उत्तेजक और निरोधात्मक postsynaptic से उत्पंन होने वाले मुख्य रूप से cortical पिरामिड ंयूरॉंस1,2द्वारा उत्पंन संभावितों का प्रतिनिधित्व करता है । ईईजी मिर्गी3,4के साथ रोगियों के मूल्यांकन और प्रबंधन के लिए सबसे आम neurodiagnostic परीक्षण है । यह विशेष रूप से उपयोगी है जब मिरगी बरामदगी स्पष्ट ऐंठन व्यवहार अभिव्यक्तियां, जैसे अनुपस्थिति बरामदगी या गैर ऐंठन स्थिति एपिलेप्टिकस5,6के बिना हो । इसके विपरीत, गैर मिर्गी संबंधित स्थिति है कि ऐंठन एपिसोड या चेतना की हानि के लिए नेतृत्व वीडियो-ईईजी निगरानी के बिना मिरगी बरामदगी के रूप में निदान किया जा सकता है7। मिर्गी के क्षेत्र में अपनी उपयोगिता के अलावा, ईईजी भी व्यापक रूप से असामान्य मस्तिष्क गतिविधि नींद विकारों, encephalopathies, और स्मृति विकारों, साथ ही सर्जरी के दौरान सामान्य संज्ञाहरण के पूरक करने के लिए के साथ जुड़े का पता लगाने के लिए प्रयोग किया जाता है2 , 8 , 9.

ईईजी के विपरीत, ईसीजी (या ईकेजी के रूप में यह कभी-कभार संक्षिप्त है) दिल की इलेक्ट्रिकल गतिविधि की रिकॉर्डिंग है10. ECGs आम तौर पर अंग अंगों और छाती की दीवार है, जो वोल्टेज संकुचन और छूट के प्रत्येक हृदय चक्र के दौरान मायोकार्डियम द्वारा उत्पंन परिवर्तन का पता लगाने की अनुमति देता है के लिए इलेक्ट्रोड संलग्न द्वारा प्रदर्शन कर रहे है,11। एक सामांय हृदय चक्र के प्राथमिक ईसीजी तरंग घटकों पी लहर, क्यूआर परिसर, और टी लहर है, जो अलिंद ध्रुवीकरण, वेंट्रिकुलर ध्रुवीकरण के अनुरूप है, और वेंट्रिकुलर पुनर्ध्रुवीकरण, क्रमशः10शामिल हैं, 11. ईसीजी निगरानी हृदय संबंधी अतालता और कार्डियक कंडक्टर प्रणाली12के दोषों की पहचान करने के लिए नियमित रूप से किया जाता है । मिर्गी के रोगियों में, ईसीजी का उपयोग करने के लिए संभावित जीवन धमकी अतालता की पहचान के महत्व को परिलक्षित होता है के बाद से वे अचानक कार्डियक गिरफ्तारी के काफी बढ़ा जोखिम में हैं, साथ ही साथ अचानक मिर्गी में अप्रत्याशित मौत13, 14,15.

उनके नैदानिक अनुप्रयोगों के अलावा, ईईजी और ईसीजी रिकॉर्डिंग रोग के माउस मॉडलों में मस्तिष्क और हृदय रोग की पहचान के लिए एक अनिवार्य उपकरण बन गए हैं. हालांकि पारंपरिक रूप से इन रिकॉर्डिंग अलग से प्रदर्शन किया गया है, यहां हम एक तकनीक का वर्णन करने के लिए वीडियो रिकॉर्ड, ईईजी, और एक साथ चूहों में ईसीजी. एक साथ वीडियो-ईईजी-ईसीजी विधि यहां विस्तृत एक सीमित रिकॉर्डिंग विंयास जिसमें माउस के सिर पर प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड मुश्किल है रिकॉर्डिंग उपकरण को तार का इस्तेमाल करता है । ऐतिहासिक, यह सीमित, या वायर्ड, विंयास मानक और सबसे बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया गया है चूहों में ईईजी रिकॉर्डिंग के लिए विधि; हालांकि, वायरलेस ईईजी टेलीमेट्री सिस्टम को भी हाल ही में विकसित किया गया है और16लोकप्रियता में प्राप्त कर रहे हैं ।

वायरलेस ईईजी प्रणालियों की तुलना में, सीमित व्यवस्था कई तकनीकी लाभ है कि यह वांछित आवेदन के आधार पर बेहतर बनाने के लिए कर सकते है के पास । इन फायदों ईईजी या अंय क्षमता रिकॉर्डिंग के लिए चैनलों की एक बड़ी संख्या में शामिल हैं; कम इलेक्ट्रोड लागत; इलेक्ट्रोड निपटान; कम नुकसान संकेत करने के लिए संवेदनशीलता; और अधिक आवृत्ति बैंडविड्थ (यानी, नमूना दर17रिकॉर्डिंग की । ठीक से किया, सीमित रिकॉर्डिंग विधि यहां वर्णित उच्च गुणवत्ता, विरूपण साक्ष्य मुक्त ईईजी प्रदान करने में सक्षम है, और ईसीजी डेटा एक साथ, व्यवहार की निगरानी के लिए इसी वीडियो के साथ । इस ईईजी और ईसीजी डेटा तो इस तरह के दौरे के रूप में तंत्रिका, कार्डियक, या neurocardiac असामान्यताओं की पहचान करने के लिए खनन किया जा सकता, ईईजी बिजली स्पेक्ट्रम में परिवर्तन, कार्डियक कंडक्टर ब्लॉक (यानी, दिल धड़कता छोड़ दिया), और हृदय की दर में परिवर्तन परिवर्तनशीलता. इन ईईजी-ईसीजी मात्रात्मक विधियों के अनुप्रयोग को प्रदर्शित करने के लिए, हम एक उदाहरण प्रयोग एक Kcna1 नॉकआउट (-/-) माउस का उपयोग कर प्रस्तुत करते हैं । Kcna1 -/- चूहों की कमी वोल्टेज-gated केवी 1.1 α-उप इकाई और एक परिणाम के रूप में प्रदर्शन सहज बरामदगी, हृदय रोग, और समय से पहले मौत, उन्हें एक साथ ईईजी के लिए एक आदर्श मॉडल बनाने-बचके मिर्गी से जुड़े-ईसीजी मूल्यांकन neurocardiac शिथिलता.

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Protocol

सभी प्रायोगिक प्रक्रियाएं राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (NIH) के दिशानिर्देशों के अनुसार की जानी चाहिए, जैसा कि आपके संस्थान के संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित है । इस प्रोटोकॉल के लिए आवश्यक मुख्य शल्य चिकित्सा उपकरण चित्र 1में दिखाए जाते हैं ।

1. आरोपण के लिए इलेक्ट्रोड की तैयारी

  1. 10-सॉकेट महिला nanoconnector प्लेस (यानी, इलेक्ट्रोड; चित्र 2a) 10 ऊपर और सामने काले तार का सामना करना पड़ तारों के साथ एक तालिका के ऊपर शिकंजा में । ठीक संदंश का प्रयोग, पहले नीचे (काला) तार तह करने के लिए सही और दूसरा (टैन) तार छोड़ दिया है । अगले लाल, नारंगी, नीले, और बैंगनी सही और बाएं बारी तारों के नीचे गुना (चित्र बी) । अपने लगाव के आधार पर पीले, हरे, सफेद और भूरे रंग के तारों को काट लें ।
  2. ईसीजी तार तैयार करने के लिए, एक स्थायी मार्कर का उपयोग करने के लिए बैंगनी तार पर निशान बनाने के लिए ~ ३.२ सेमी और ~ ३.५ सेमी पर इलेक्ट्रोड के आधार से और नीले तार पर ~ २.२ cm और ~ २.५ cm (चित्रा 2c). वाइज से इलेक्ट्रोड निकालें और एक स्केलपेल ब्लेड के साथ तार के एक तरफ इंसुलेशन अलग करना द्वारा चिह्नित क्षेत्रों के बीच चांदी तंतुओं का पर्दाफाश (चित्रा 2d) ।
    नोट: तारों को नोच कर माइक्रोस्कोप के नीचे किया जाना चाहिए । सावधानी के लिए चांदी रेशा क्षतिग्रस्त नहीं कर रहे है के रूप में इंसुलेशन दूर scraped है सुनिश्चित करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए ।
  3. इलेक्ट्रोड को वापस वाइज में रखें. प्रत्यय डबल पक्षीय बढ़ते टेप का एक टुकड़ा, precut लंबाई और इलेक्ट्रोड की चौड़ाई के लिए, superglue की एक पतली परत का उपयोग तारों के शीर्ष करने के लिए ।
    नोट: टेप का पालन करने से पहले, सुनिश्चित करें कि तारों फ्लैट झूठ बोल रहे हैं, सीधे बाहर पक्षों के लिए चिपके हुए हैं, और एक दूसरे पर मुड़ नहीं है ।
  4. तारों ट्रिम करने के लिए एक थोड़ा वी के आकार का कोण पर ईईजी के लिए इस्तेमाल किया जा लगभग 7-9 mm की लंबाई, टैन और काले तारों के साथ कम से कट । ईसीजी (फिगर 2E) के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले तारों को न काटें ।
  5. पैकेज और बाद में उपयोग के लिए इलेक्ट्रोड निष्फल ।

2. सर्जरी के लिए माउस की तैयारी

  1. माउस तौलना । Carprofen के चमड़े के नीचे (एस॰सी॰) के एक 5 मिलीग्राम/ Anesthetize एक intraperitoneal (आईएफसआई) के इंजेक्शन के साथ माउस संवेदनाहारी कॉकटेल युक्त Ketamine (८० मिलीग्राम/किलोग्राम), Xylazine (10 मिलीग्राम/, और Acepromazine (1 मिलीग्राम/
  2. एक बार माउस anesthetized हो जाता है, प्रत्येक आंख को पशु चिकित्सा नेत्र मरहम की एक पतली लाइन लागू होते हैं । एक बिजली trimmer का उपयोग करना, दो छोटे क्षेत्रों दाढ़ी (~ 2 cm2) माउस के ट्रंक के दोनों किनारों पर, इसी जहां ईसीजी तारों प्रत्यारोपित किया जाएगा (चित्रा 3) ।
    नोट: ठीक बगल में मुंडा क्षेत्र में एक लगभग dorsolateral की स्थिति में स्थित होना चाहिए बस सही जानवर के "बगल" के पीछे । बाईं ओर, मुंडा क्षेत्र जानवर के पक्ष के साथ एक और अधिक ventrolateral उन्मुखीकरण में स्थित होना चाहिए, लेकिन दाईं ओर (आंकड़ा 3ए) पर मुंडा क्षेत्र की तुलना में 1 सेमी अधिक पीछे.
  3. कतरनी बाल निकालें और एक chlorhexidine समाधान के साथ दोनों मुंडा क्षेत्रों को साफ ।

3. खोपड़ी के लिए इलेक्ट्रोड संलग्न

  1. विदारक माइक्रोस्कोप के मंच पर प्रवण स्थिति में माउस रखें और पैर की अंगुली की अनुपस्थिति से संज्ञाहरण की पर्याप्त गहराई की पुष्टि-चुटकी पलटा.
    नोट: ३.२ के लिए कदम ५.६ एक खुर्दबीन की सहायता से किया जाना चाहिए ।
  2. अंगूठे और तर्जनी के बीच स्थिर सिर पकड़े, भाग कान के बीच से सिर के केंद्र के नीचे फर एक कपास शराब में लथपथ झाड़ू के साथ सिर्फ आंखों के पीछे करने के लिए (चित्र बी) ।
    नोट: हालांकि इस सर्जरी रोकनेवाला तकनीक के साथ किया जाना चाहिए, यह एक बाँझ प्रक्रिया के बाद से खोपड़ी मुंडा नहीं किया जा सकता है और माउस सर्जरी के दौरान हेरफेर किया जाना चाहिए.
  3. एक स्केलपेल का उपयोग करना, सिर्फ आंखों के बीच सिर्फ कान के सामने से बिदाई फर के बीच खोपड़ी के माध्यम से एक ~ 1 सेमी midline चीरा कर (चित्र 3सी, D) ।
    1. या तो स्केलपेल या एक कपास के पक्ष का उपयोग कर applicator इत्तला दे दी, धीरे खोपड़ी के शीर्ष पर बलगम झिल्ली परिमार्जन जब तक हड्डी सूखी दिखाई देता है ।
    2. गंजा त्वचा की एक पतली सीमा बनाने चीरा की परिधि के चारों ओर फर बांधना । ध्यान से किसी भी फर कि शल्य क्षेत्र में संदंश की एक जोड़ी के साथ गिर गया हो सकता है निकालें । एक बाँझ कपास-इत्तला दे दी applicator के साथ खोपड़ी की सतह सूखी, अगर जरूरत कई सेकंड के लिए कोमल दबाव लागू ।
  4. जहां गड़गड़ाहट छेद ड्रिल्ड किया जाएगा (चित्रा 3E) साइटों पर एक निष्फल स्थाई मार्कर के साथ खोपड़ी पर चार निशान बनाओ । दो अंक, sagittal सीवन पूर्वकाल के प्रत्येक पक्ष पर एक bregma, लगभग 4 मिमी पूर्वकाल और 5 bregma करने के लिए पार्श्व (ललाट प्रांतस्था ऊपर), संदर्भ और जमीन के तारों के लिए । एक और दो अंक, sagittal टांका के प्रत्येक पक्ष पर एक bregma के पीछे प्लेस, लगभग 2 मिमी पीछे और 7 मिमी bregma को पार्श्व (parietotemporal प्रांतस्था ऊपर), दो ईईजी रिकॉर्डिंग तारों के लिए ।
    नोट: यह एक स्टीरियोटैक्टिक सर्जरी नहीं है और दी गई दूरी सन्निकटन जो माउस के आकार के आधार पर भिन्न हो जाएगा रहे हैं. सुनिश्चित करें कि छेद काफी बाद में आसानी से इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण जो sagittal टांका (चित्रा 3F) के साथ midline करने के लिए चिपका दिया जाएगा के आधार को समायोजित करने के लिए रखा जाता है.
  5. एक बाँझ माइक्रो ड्रिल का उपयोग करना, एक ०.८ मिमी व्यास ड्रिल बिट के साथ प्रत्येक निशान पर छोटे गड़गड़ाहट छेद कर.
    1. प्रत्येक चिह्नित स्थान पर छोटे अवकाश बनाने के लिए ड्रिलिंग करते समय कोमल दबाव लागू करें । छेद पूरा होने के पास के रूप में ड्रिल बिट स्पंदन द्वारा खोपड़ी के माध्यम से ड्रिल, बहुत अधिक दबाव है, जो मर्मज्ञ और अंतर्निहित मस्तिष्क ऊतक को नुकसान पहुंचा सकता है लागू करने के लिए सुनिश्चित नहीं किया जा रहा है ।
    2. के बाद सभी छेद ड्रिल्ड कर रहे हैं, एक कपास इत्तला दे दी applicator के साथ स्वच्छ क्षेत्र पोंछ ।
  6. खोपड़ी के शीर्ष करने के लिए इलेक्ट्रोड का पालन करने के लिए, इलेक्ट्रोड पर डबल पक्षीय बढ़ते टेप से कागज समर्थन को दूर. टेप करने के लिए superglue की एक पतली परत लागू करें । संदंश की एक जोड़ी का उपयोग करना, इलेक्ट्रोड वाइज से हटा दें. ओरिएंट यह ऐसी है कि, जब sagittal टांका के साथ तैनात, छोटे ईईजी तारों rostral और अब ईसीजी तारों caudal हैं ।
    1. छिद्रों (चित्रा 3F) के बीच sagittal सीवन पर खोपड़ी के लिए इलेक्ट्रोड का पालन करें ।
      नोट: खोपड़ी चिपके इलेक्ट्रोड पर गोंद के लिए पूरी तरह से शुष्क होना चाहिए. इलेक्ट्रोड या गोंद के साथ खोपड़ी में गड़गड़ाहट छेद करना नहीं करने के लिए सुनिश्चित करें ।
    2. संक्षेप में, इलेक्ट्रोड पकड़ करने के लिए खोपड़ी के लिए आसंजन सुनिश्चित करने के लिए जगह में और फिर गोंद 5-10 मिनट के लिए सूखी अनुमति देते हैं ।

4. ईसीजी के लिए तारों को प्रत्यारोपित करना

  1. सिर को ईमानदार रखते हुए अपनी दाईं ओर माउस को थोड़ा घुमाएं । बाईं ओर लंबी ईसीजी तार ले लो और यह बाईं ओर मुंडा क्षेत्र के लिए माउस की ओर नीचे का विस्तार । कल्पना जहां उजागर तार तैनात किया जाएगा एक बार यह त्वचा के नीचे सुरंग है ।
    नोट: संदर्भ के लिए, एक छोटे से निशान एक स्थाई मार्कर के साथ त्वचा पर बनाया जा सकता है ।
  2. एक स्केलपेल का प्रयोग, जहां उजागर तार तैनात किया जाएगा स्थान पर त्वचा में एक ~ 1 सेमी चीरा बनाते हैं । जबकि Adson संदंश के साथ खुला चीरा पकड़े, Dumont संदंश का उपयोग करने के लिए अंतर्निहित संयोजी ऊतक से चीरा के आसपास त्वचा को ढीला करने के लिए तार के लिए एक जेब के रूप में । जानवर, बाँझ पॉलीथीन टयूबिंग का एक टुकड़ा के साथ चमड़े के किनारे पर चीरा साइट पर शुरुआत (है कि इसे काटने से तैयार किया गया है ~ 6 सेमी अग्रणी बढ़त बेवल के साथ लंबाई में) जब तक बेवल्ड किनारा सिर पर बने चीरा को बाहर निकालता है (< c0 > चित्रा 4a, बी).
  3. Dumont संदंश (फिगर 4c) का उपयोग कर टयूबिंग के माध्यम से ईसीजी तार फ़ीड । जबकि टयूबिंग हटाने, Adson संदंश के साथ इलेक्ट्रोड तार समझ के रूप में यह पार्श्व चीरा से बाहर निकालता है. तार तना हुआ (चित्रा 4d) खींचो ।
  4. ईसीजी वायर को ठीक करने के लिए इसे 6-0 नायलॉन (फिगर 4E) के साथ त्वचा के नीचे ऊतक पर suturing । संदंश और ऑलसेन का उपयोग-Hegar सुई धारकों, उजागर रेशा पर एक टांका लागू करते हैं और या तो पहले या उजागर भाग के बाद एक और टांका ।
  5. पिछले टांका के बारे में 2-3 मिमी के बारे में इलेक्ट्रोड तार कट और पहले से गठित त्वचा की जेब में अंत टक. एक साथ चीरा के दो पक्षों खींचो और एक घाव Crile का उपयोग कर लागू क्लिप के साथ बंद लकड़ी सुई धारकों (चित्रा 4F).
  6. माउस को मोड़ें जिससे नाक विपरीत दिशा में इशारा कर रही हो । सिर के साथ अभी भी ईमानदार प्रवण स्थिति में, माउस को थोड़ा अपनी बाईं ओर घुमाएं ।
  7. contralateral ईसीजी तार जगह करने के लिए ऊपर कदम दोहराएँ.
    नोट: अनुमानित करने के लिए एक लीड द्वितीय ईसीजी रिकॉर्डिंग विन्यास, सही ईसीजी तार थोड़ा अधिक पृष्ठीय और पूर्वकाल छोड़ दिया ईसीजी तार से रखा जाना चाहिए, जो थोड़ा अधिक ventral और पीछे होना चाहिए.

5. ईईजी के लिए तारों को प्रत्यारोपित करना

  1. ईईजी के लिए तारों प्रत्यारोपण, प्रवण स्थिति में फ्लैट माउस जगह और अंगूठे और गैर प्रमुख हाथ की तर्जनी के साथ खुला खोपड़ी चीरा पकड़ो ।
  2. संदंश के साथ, किसी भी फर कि ट्यूबिंग द्वारा त्वचा के नीचे खींच लिया गया हो सकता है निकालें । यदि आवश्यक हो, तो एक कपास के साथ फिर से खोपड़ी सूखी इत्तला दे दी applicator । Dumont संदंश का प्रयोग, ध्यान से बाहर स्कूप और किसी भी मलबे या रक्त के थक्के कि गड़गड़ाहट छेद में एकत्र हो सकता है हटा दें ।
  3. एक तरफ सबसे पूर्वकाल छेद के साथ शुरू, तार कि छेद करने के लिए निकटतम है कि इतना है कि यह सीधे छेद पर तैनात नहीं है लेकिन अभी तक डाला है मोड़ । तार के निचले छोर समझ और यह क्षैतिज के रूप में संभव के रूप में छेद में फ़ीड जब तक ~ तार के 2-3 mm खोपड़ी के नीचे है (आंकड़ा 5 ए).
    नोट: तारों को खोपड़ी और मस्तिष्क की सतह के बीच क्षैतिज रूप से झूठ बोलना चाहिए । तारों का मस्तिष्क नहीं पीला होना चाहिए ।
  4. छेद में सुरक्षित तार के अंत के साथ, धीरे तार का शेष भाग इतना है कि यह खोपड़ी के खिलाफ फ्लैट झूठ गुना ।
  5. एक ही पक्ष पर पीछे तार के साथ एक ही तरीके से जारी है । दूसरी तरफ पूर्वकाल और पीछे तारों के लिए दोहराएँ (चित्रा 5B).
    नोट: तार विन्यास चित्रा 5Cमें संक्षेप है.

6. डेंटल सीमेंट के साथ सिर चीरा बंद

  1. मिश्रण के दो स्कूप polycarboxylate पाउडर के साथ ~ polycarboxylate तरल की 5 बूंदें । एक दंर्तखोदनी के साथ मिश्रण हिलाओ करने के लिए वांछित चिपचिपापन के साथ एक पेस्ट बनाने के लिए ।
    नोट: बाद के चरणों ६.२ करने के लिए ६.४ जल्दी से किया जाना चाहिए के बाद से दंत सीमेंट 1 मिनट के भीतर सूख जाता मिश्रण के बाद ।
  2. दंर्तखोदनी के साथ सीमेंट पेस्ट की एक बड़ी बूंद उठाओ और यह caudally शुरू इलेक्ट्रोड के आधार के आसपास लागू (चित्रा 6A) । एक प्रत्यारोपण (चित्रा घमण्ड) के आसपास एक टोपी बनाने के तारों पर ड्रिप के लिए सीमेंट की अनुमति इलेक्ट्रोड के आसपास जारी रखें ।
  3. Dumont संदंश का प्रयोग, सीमेंट कैप और प्रेस के ऊपर चीरा के किनारों पर फर खींच एक साथ, के नीचे प्रत्यारोपित तारों परेशान करने के लिए सावधान नहीं किया जा रहा. बंद करने के साथ मदद करने के लिए सीमेंट में फर ऊपर दबाएँ ।
  4. दंत सीमेंट (चित्रा 6C) के साथ फर बांड द्वारा आंखों के बीच चीरा सील ।

7. सहायता के बाद सर्जिकल वसूली

  1. एक खाली पिंजरे में एक परिचालित गर्मी पैड पर माउस रखें । माउस की निगरानी जब तक यह चेतना प्राप्त करता है और स्टर्नल recumbency बनाए रख सकते हैं ।
  2. शल्य चिकित्सा के बाद, एक पिंजरे में भोजन छर्रों और हाइड्रेटिंग जेल पिंजरे के फर्श पर रखा के साथ व्यक्तिगत रूप से माउस घर । एक माइक्रो-अलग ढक्कन के साथ पिंजरे शीर्ष ।
  3. 24 एच के बाद सर्जरी, सुई (एस॰सी॰) 5 मिलीग्राम/Carprofen के साथ माउस ।
  4. रिकॉर्डिंग से पहले के बाद सर्जिकल वसूली के ≥ ४८ एच की अनुमति दें ।

8. रिकॉर्डिंग ईईजी-एक सीमित माउस से ईसीजी संकेतों

  1. निंनलिखित वसूली, पारदर्शी दीवारों के साथ एक रिकॉर्डिंग चैंबर के लिए प्रत्यारोपित माउस हस्तांतरण करने के लिए वीडियो की निगरानी की सुविधा । तार करने के लिए (यानी, "प्लग में") माउस (चित्रा 7A), धीरे लेकिन दृढ़ता से एक हाथ में माउस पकड़ जबकि दूसरे हाथ का उपयोग करने के लिए 10-पिन (पुरुष) ईईजी के कुर्सियां में गाइड पोस्ट के साथ nanoconnector-ईसीजी इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण (महिला) माउस के सिर पर डालने के लिए ।
  2. एक समर्थन रॉड का उपयोग कर चैंबर के ऊपर तारों को सुरक्षित, सुनिश्चित करें कि तार में पर्याप्त सुस्त है करने के लिए स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित करने के लिए माउस की अनुमति है, लेकिन इतना नहीं है कि तारों चैंबर के फर्श को खींचता है ।
  3. चित्रा 7Bमें चित्रित के रूप में सिंक्रनाइज़ वीडियो रिकॉर्डिंग के साथ एक कंप्यूटर से जुड़े संकेत अधिग्रहण अंतरफलक इकाई के लिए 10 पिन nanoconnector से तारों कनेक्ट.
  4. ≥ होने के लिए रिकॉर्डिंग के लिए नमूना दर सेट करें 2 KHz ईसीजी और ≥ के लिए ५०० हर्ट्ज ईईजी के लिए (यानी, कम से कम दो बार आवृत्ति है कि एक अध्ययन में रुचि है).
  5. संकेत अंश के इष्टतम देखने के लिए, पहले किया18के रूप में निंन फ़िल्टर लागू करें: सभी डेटा के लिए एक ६०-हर्ट्ज पायदान फ़िल्टर, एक ७५-हर्ट्ज कम-और ०.३-हर्ट्ज उच्च पास बैंड ईईजी के लिए फ़िल्टर, और ईसीजी के लिए एक 3 हर्ट्ज उच्च-पास फिल्टर.
  6. एक साथ वीडियो और ईईजी-ईसीजी (चित्रा 7C) रिकॉर्ड और सिग्नल प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर के साथ ऑफ़लाइन विश्लेषण के लिए डिजीटल डेटा को बचाने के ।
  7. एक बार रिकॉर्डिंग पूरा कर रहे हैं, ध्यान से माउस को हुक और अपने घर पिंजरे में वापस ।

9. ईईजी रिकॉर्डिंग का विश्लेषण

  1. जब्ती ठहराव विश्लेषण करते हैं ।
    1. नेत्रहीन पूरे ईईजी रिकॉर्डिंग का निरीक्षण करने के लिए मैंयुअल रूप से जब्ती एपिसोड की पहचान, उच्च आयाम के रूप में इस मॉडल में परिभाषित (ंयूनतम दो बार आधारभूत), लयबद्ध electrographic निर्वहन 5 से अधिक s (चित्रा ८अ) । वीडियो कि electrographic बरामदगी से मेल खाती है की जांच करने के लिए जब्ती-संबद्ध व्यवहार की पहचान ।
    2. जब्ती आवृत्ति की गणना करने के लिए (दौरे/एच), रिकॉर्डिंग घंटे की कुल संख्या से बरामदगी की संख्या में विभाजित ।
    3. जब्ती की अवधि की गणना करने के लिए, spiking (चित्रा ८अ) की समाप्ति तक electrographic जब्ती की शुरुआत से गुजरे समय को मापने ।
    4. जब्ती बोझ की गणना करने के लिए, समय प्रति घंटे जब्त खर्च के रूप में परिभाषित, जब्ती की अवधि के योग और कुल रिकॉर्डिंग घंटे से विभाजित ।
  2. पूर्व के वर्णक्रमीय शक्ति विश्लेषण और पोस्ट-ictal ईईजी प्रदर्शन करते हैं ।
    1. चुनें एक 30-ंयूनतम (या किसी भी अंय वांछित समय अवधि) पेरि के खंड-ictal ईईजी जब्ती प्रकरण के आसपास केंद्रित डेटा की जांच की जाएगी । किसी ASCII डेटा फ़ाइल या पावर स्पेक्ट्रम सॉफ़्टवेयर के साथ संगत किसी अन्य फ़ाइल प्रकार के रूप में raw डेटा (फ़िल्टर सेटिंग्स निकाली गई के साथ) निर्यात करें.
    2. एक साधारण पाठ संपादक अनुप्रयोग का उपयोग कर एक पाठ फ़ाइल में ASCII फ़ाइल कंवर्ट ।
    3. पावर स्पेक्ट्रम सॉफ़्टवेयर में ईईजी सेगमेंट की परिणामी टेक्स्ट फ़ाइल खोलें और निम्न सेटिंग निर्दिष्ट करें: "गैर-संख्यात्मक रेखाओं पर ध्यान न दें"; "डेटा सीमांकक के रूप में अल्पविराम"; और १००० हर्ट्ज डिफ़ॉल्ट नमूना दर ।
    4. एक बार ईईजी संकेत अपने संबंधित चैनल में बिजली स्पेक्ट्रम सॉफ्टवेयर में प्रकट होता है, चैनल ड्रॉप डाउन मेनू पर क्लिक करें और चुनें "डिजिटल फिल्टर." विश्लेषण किया जा करने के लिए वांछित आवृत्ति रेंज के लिए इसी डिजिटल बैंड पास फिल्टर लागू.
    5. खुला "स्पेक्ट्रम देखें" मेनू पैनल से, विश्लेषण किया जा करने के लिए उपयुक्त ईईजी प्रदर्शन चैनल का चयन करें, और उसके बाद "सेटिंग्स." "सेटिंग्स" के अंतर्गत, spectrogram के लिए निम्न पैरामीटर्स निर्दिष्ट करें और spectrogram (आरेख 8C) को जनरेट करने के लिए "बंद" क्लिक करे: FFT आकार: ८१९२, डेटा विंडो: वेल्च, विंडो ओवरलैप: ९३.७५%, प्रदर्शन मोड: पावर घनत्व, spectrogram रंग: इंद्रधनुष, नहीं. रंग की: ६४, PSD औसत: 1, शूंय आवृत्ति घटक निकालें: "पर" के रूप में जांच की ।
    6. spectrogram के इष्टतम दृश्य के लिए आवश्यकतानुसार वर्णमिति स्केल समायोजित करें ।
    7. "विश्लेषण प्रबंधक" मेनू पैनल से खोलें । दो विश्लेषण (विश्लेषण 1 और विश्लेषण 2) बनाने के लिए "+ नए विश्लेषण" पर क्लिक करें, जो पूर्व-और पोस्ट-ictal ईईजी सेगमेंट के अनुरूप होगा, जिसका विश्लेषण किया जाना है. spectrogram पर इच्छित पूर्व-और पोस्ट-ictal सेगमेंट निर्दिष्ट करें और उन्हें क्रमशः विश्लेषण 1 और विश्लेषण 2 के साथ संबद्ध कर दें.
      नोट: केवल शोर और कलाकृतियों के बिना ईईजी डेटा विचार किया जाना चाहिए और महत्वपूर्ण कलाकृतियों के साथ ईईजी रिकॉर्डिंग की अवधि विश्लेषण से हटा दिया जाना चाहिए.
    8. विश्लेषण सेगमेंट बनाए जाने के बाद, मेनू पैनल से "डेटा पैड दृश्य" खोलें. उस चैनल के लिए "डेटा पैड कॉलम सेटअप" मेनू खोलने के लिए उपयुक्त ईईजी चैनल पर क्लिक करें ।
    9. "डेटा पैड कॉलम सेटअप" में "स्पेक्ट्रम" के लिए विकल्प का चयन करें और फिर "प्रतिशत कुल शक्ति" का चयन करें ।
    10. "डेटा पैड कॉलम सेटअप में" पर क्लिक करें "विकल्प" और आवृत्ति रेंज निर्दिष्ट करने के लिए जांच की जाएगी । "स्पेक्ट्रम डेटा पैड विकल्प" और "डेटा पैड स्तंभ सेटअप" में "ठीक" क्लिक करें, और निर्दिष्ट आवृत्ति बैंड के लिए प्रतिशत (%) पावर चयनित विश्लेषण खंड के लिए डेटा पैड दृश्य में दिखाई देगा (यानी, विश्लेषण 1 या विश्लेषण 2) में निर्दिष्ट के रूप में " विश्लेषण प्रबंधक. "
      नोट:% शक्ति, या रिश्तेदार शक्ति, प्रत्येक बैंड की निर्दिष्ट आवृत्ति रेंज के भीतर कुल वर्णक्रमीय शक्ति का प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है ।
    11. प्रत्येक आवृत्ति बैंड के लिए पिछले कदम को दोहराएं विश्लेषण किया जाना है ।
      नोट: पांच मुख्य ईईजी आवृत्ति बैंड के लिए अक्सर इस्तेमाल पर्वतमाला18: δ-बैंड = 0.5-3 हर्ट्ज,-बैंड = 3.5-7 हर्ट्ज, α-बैंड = 8-12 हर्ट्ज, β-बैंड = 13-20 हर्ट्ज, और γ-बैंड = 21-50 हर्ट्ज शामिल हैं ।

10. ईसीजी रिकॉर्डिंग का विश्लेषण

  1. मात्रा दिल धड़कता छोड़ दिया ।
    1. नेत्रहीन पूरे ईसीजी रिकॉर्डिंग को मैन्युअल रूप से छोड़ दिया दिल की धड़कन की पहचान करने के लिए निरीक्षण, आरआर अंतराल के एक लंबे समय के रूप में परिभाषित ≥ १.५ बार पिछले आर-आर अंतराल है, जो अक्सर एक गैर के साथ जुड़ा हुआ है आयोजित पी-अलिंदनिलय का संकेत लहर कंडक्टर ब्लॉक (चित्रा 9A) ।
    2. प्रति घंटे छोड़ दिल धड़कता की आवृत्ति की गणना करने के लिए, रिकॉर्डिंग घंटे की कुल अवधि से रिकॉर्डिंग सत्र के दौरान छोड़ धड़कता की कुल संख्या में विभाजित ।
  2. प्रदर्शन दिल दर परिवर्तनशीलता (HRV) विश्लेषण ।
    1. डेटा प्राप्ति सॉफ़्टवेयर में, ईसीजी चैनल के लिए 1 युग के लिए लॉगिंग सेटिंग्स परिवर्तित करें । ईसीजी रिकॉर्डिंग के लिए पार्सर खंडों उत्पन्न: एक 5-ंयूनतम ईसीजी खंड हर 3 बजे 12 घंटे प्रकाश चरण अवधि के दौरान, 4 क्षेत्रों की कुल के लिए ।
      नोट: ईसीजी रिकॉर्डिंग विश्लेषण के लिए चयनित समय के दौरान होना चाहिए जब पशु स्थिर है और डेटा आंदोलन कलाकृतियों से मुक्त है.
    2. चयनित पार्स किए गए ईसीजी खंडों से r-r अंतराल मानों की एक स्प्रेडशीट जनरेट करें क्लिक करके "पार्स किए गए डेटा को सहेजें." किसी भी गुम डेटा या गलत डेटा के लिए स्प्रेडशीट की समीक्षा करें और r-r अंतराल डेटा के अलावा अन्य सभी संख्यात्मक मान निकालें. इस संशोधित स्प्रेडशीट "टैब सीमांकित." के लिए विकल्प का चयन एक पाठ फ़ाइल के रूप में सहेजें
    3. HRV सॉफ़्टवेयर में कोई कस्टम ASCII फ़ाइल के रूप में पाठ फ़ाइल खोलें, निंन विकल्प निर्दिष्ट करें: शीर्ष लेख पंक्तियों की संख्या: 0, स्तंभ विभाजक: टैब/स्थान, डेटा प्रकार: RR, डेटा स्तंभ: 1, डेटा इकाइयां: ms, और समय अनुक्रमणिका स्तंभ: कोई नहीं ।
    4. मेनू के प्राथमिकताएं अनुभाग में, नीचे विस्तृत विकल्प सेट करें ।
      1. उल्लेखित विश्लेषण विकल्प सेट करें । r-r अंतराल, विट्रेंडिंग विधि: smoothn पूर्व, पैरामीटर स्मूथिंग: ५००, HRV आवृत्ति बैंड्स19, बहुत कम आवृत्ति: 0-0.15 हर्ट्ज, कम आवृत्ति: 0.15-1.5 हर्ट्ज और उच्च आवृत्ति: 1.5-5 हर्ट्ज
      2. बताए गए अनुसार उंनत सेटिंग्स सेट करें । स्पेक्ट्रम आकलन विकल्प, आरआर सीरीज के प्रक्षेप: 20Hz, आवृत्ति डोमेन में अंक: ५०० अंक/हर्ट्ज, FFT स्पेक्ट्रम Welchs periodogram तरीकों का उपयोग कर, खिड़की की चौड़ाई: घटक, और खिड़की ओवरलैप: ५०%
    5. HRV विश्लेषण चलाने के लिए समय डोमेन विश्लेषण मान आरआर, एसटीडी आरआर (यानी, SDNN), RMSSD और आवृत्ति डोमेन विश्लेषण HF पावर, वामो पावर, और वामो/HF बिजली के अनुपात के लिए मूल्यों को उत्पंन करने के लिए । यदि चाहें, तो परिणामों को एक PDF फ़ाइल के रूप में सहेजें ।

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Representative Results

neurocardiac विषमताओं की पहचान करने के लिए ईईजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग से डेटा का विश्लेषण करने के लिए कैसे प्रदर्शित करने के लिए, परिणाम एक Kcna1-/माउस (2 महीने पुरानी) की एक 24-एच ईईजी ईसीजी रिकॉर्डिंग के लिए दिखाए जाते हैं. इन उत्परिवर्ती जानवरों, जो वोल्टेज की कमी के लिए इंजीनियर है-gated केवी 1.1 α-उप Kcna1 जीन द्वारा इनकोडिंग यूनिट, एक बार इस्तेमाल किया मिर्गी के आनुवंशिक मॉडल के बाद से वे विश्वसनीय और लगातार सामान्यीकृत टॉनिक-क्लोनल जब्ती गतिविधि शुरू प्रदर्शन कर रहे है उंर के बारे में 2-3 सप्ताह के20। सहज बरामदगी के अलावा, Kcna1-/चूहों को भी समय से पहले मौत मिर्गी की शुरुआत के साथ मेल, साथ ही interictal और जब्ती-संबद्ध हृदय रोग21, 22. इसलिए, Kcna1-/- चूहों का भी अक्सर अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है संभावित pathophysiological प्रक्रियाओं में अचानक अप्रत्याशित मृत्यु अंतर्निहित मिर्गी (SUDEP), मिर्गी के प्रमुख कारण से संबंधित मृत्यु दर, जो जब्ती से संबंधित cardiorespiratory गिरफ्तारी से शामिल माना जाता है, के रूप में अभी तक, खराब समझ23तंत्र ।

इस प्रयोग में, Kcna1-/माउस से रिकॉर्डिंग के ईईजी घटक अक्सर सहज बरामदगी जो आम तौर पर संक्षिप्त वोल्टेज के बाद जब्ती शुरुआत में एक प्रारंभिक बड़ी कील के रूप में मनाया जाता है दिखाया अवसाद, उच्च आयाम spiking में संक्रमण और फट दमन पैटर्न में समाप्त (चित्रा ८अ) । एक साथ दर्ज वीडियो का उपयोग करना, इन electrographic बरामदगी के लिए जब्ती की तरह व्यवहार, पालन और forelimb clonus जो बाद में पूर्ण शरीर टॉनिक-क्लोनल आक्षेप में विकसित की विशेषता से मेल पाया गया । ध्यान दें, ईईजी के प्रमुख लाभ में से एक की पहचान करने की क्षमता है "मूक" electrographic बरामदगी कि स्पष्ट व्यवहार के साथ संबद्ध नहीं हैं, जिसका अर्थ है वे एक पर्यवेक्षक अकेले व्यवहार के आधार पर बरामदगी स्कोरिंग से याद किया जाएगा । इस विशेष Kcna1-/ठहराव में जब्ती की घटनाओं की 24-एच रिकॉर्डिंग अवधि (चित्रा 8B) के दौरान 15 बरामदगी का पता चला. इन बरामदगी की अवधि औसत ~ ६० s, के बारे में 15-105 एस से लेकर (चित्रा 8B) । के सापेक्ष वर्णक्रमीय शक्ति घनत्व विश्लेषण प्रदर्शित करने के लिए पूर्व और पश् ictal अवधि, ८० की एक बरामदगी-एस अवधि बिजली स्पेक्ट्रम सॉफ्टवेयर और एक पेरि-ictal spectrogram जनित (चित्रा 8C) का उपयोग कर मूल्यांकन के लिए चुना गया था । डेल्टा आवृत्ति बैंड के बाद ictal सापेक्ष वर्णक्रमीय शक्ति ~ ५०% द्वारा पूर्व ictal आधारभूत (चित्रा 8D) की तुलना में वृद्धि हुई थी. इसके अलावा, पोस्ट-ictal अन्य उच्च आवृत्ति ईईजी बैंड के सापेक्ष शक्ति पूर्व ictal अवधि (चित्रा 8D) की तुलना में इसी घट जाती है प्रदर्शन किया. पोस्ट में वृद्धि-ictal डेल्टा पावर और पोस्ट में कम हो जाती है-ictal अंय बैंड की शक्ति ईईजी धीमा, इस मॉडल में एक लंबी, गंभीर बरामदगी की विशेषता का संकेत कर रहे है18।

Kcna1-/माउस से रिकॉर्डिंग के ईसीजी घटक का विश्लेषण, दिल की धड़कन छोड़ दिया interictal की संख्या मैन्युअल रूप से ऊपर वर्णित के रूप में गिना गया था. इस Kcna1-/माउस में छोड़ दिया दिल धड़कता की आवृत्ति 5.84/एच (तालिका 1) है, जो एक > 5 गुना वृद्धि हमारे पिछले अध्ययन18,21में WT चूहों की तुलना में है । Kcna1-/चूहों की ईसीजी में, दिल धड़कता है अक्सर एक पी लहर है कि एक क्यूआर परिसर के द्वारा पीछा नहीं किया जाता है प्रदर्शन, के रूप में चित्रा 9Aमें दिखाया गया है, एक अलिंदनिलय (ए वी) आचरण ब्लॉक21का संकेत. अगले, HRV सॉफ्टवेयर का उपयोग कर, HRV इस जानवर में हृदय समारोह पर स्वायत्त तंत्रिका तंत्र के प्रभाव का एक उपाय प्रदान करने के लिए विश्लेषण किया गया था । HRV के निम्नलिखित समय डोमेन उपायों की गणना Kcna1-/माउस के लिए की गई थी: हरा-से-हरा अंतराल (SDNN) का मानक विचलन, जो कि कुल स्वायत्त परिवर्तनशीलता का सूचकांक है; और लगातार हरा करने के लिए रूट का मतलब वर्ग-मारो मतभेद (RMSSD), जो parasympathetic टोन के एक सूचकांक है । 24 का उपयोग कर संकेत अधिग्रहण सॉफ्टवेयर- Kcna1-/माउस (चित्रा 9B) के लिए r-r अंतराल मूल्यों उत्पंन, HRV सॉफ्टवेयर ७३७ धड़कता है की एक दिल की दर की गणना/मिन (तालिका 1) , जो हमारी पिछली पढ़ाई में WT चूहों के समान है18. SDNN और RMSSD मान २.४ ms और ३.२ ms, क्रमशः (तालिका 1) होने के लिए परिकलित किए गए थे, जो 2-से 3-गुना अधिक एक सामान्य WT माउस18से अधिक है । इस Kcna1-/माउस में ऊंचा समय डोमेन HRV उपाय, हृदय के असामान्य स्वायत्तता नियंत्रण का सुझाव देते हुए parasympathetic टोन में वृद्धि हुई है । अगला, हम आवृत्ति डोमेन में HRV के निंनलिखित मूल्यों की गणना करने के लिए HRV सॉफ्टवेयर का इस्तेमाल किया, जो तालिका 1में संक्षेप हैं: कम आवृत्ति बिजली प्रतिशत (वामो); उच्च आवृत्ति बिजली प्रतिशत (HF); और वामो/HF अनुपात । HF घटक parasympathetic मॉडुलन को प्रतिबिंबित करने के लिए सोचा जाता है, जबकि वामो घटकों सहानुभूति और parasympathetic के एक संयोजन को प्रतिबिंबित करने के लिए लगा रहे हैं25प्रभावित करता है । वामो/HF अनुपात parasympathetic और सहानुभूति गतिविधि के सापेक्ष संतुलन पर कब्जा करने के लिए प्रयोग किया जाता है ।

अंत में, तंत्रिका और हृदय रोग के मात्रात्मक उपायों को प्राप्त करने के अलावा, ईईजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग भी गुणात्मक ईईजी और ईसीजी के बीच लौकिक संबंध के लिए विश्लेषण किया जा सकता असामान्यताओं संभावित neurocardiac रोग की पहचान करने के लिए , के रूप में पहले21,26किया । उदाहरण के लिए, जब बरामदगी या interictal epileptiform निर्वहन ईईजी में पहचाने जाते हैं, इसी ईसीजी हृदय असामान्यताओं के लिए निरीक्षण किया जा सकता, इस तरह के संचालन ब्लॉक या ताल विकारों के रूप में, कि मिरगी मस्तिष्क गतिविधि द्वारा पैदा किया जा सकता है. Kcna1-/- चूहों में, बरामदगी कभी-कभार मंदनाड़ी या asystole कि मृत्यु21,22के लिए प्रगति कर सकते है आह्वान । एक और मिर्गी के मॉडल में, Kcnq1 उत्परिवर्ती माउस, कंडक्टर ब्लॉक और asystoles interictal ईईजी निर्वहन के साथ समवर्ती होते हैं, सुझाव है कि वे रोग neurocardiac के एक परिणाम है26. इस प्रकार, ईईजी और ईसीजी के एक साथ रिकॉर्डिंग मस्तिष्क और दिल के बीच बातचीत की एक और पूरी तस्वीर प्रदान करते हैं, जो मिर्गी में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है बरामदगी के बाद से संभावित घातक हृदय रोग पैदा कर सकते हैं.

Figure 1
चित्र 1. शल्य प्रक्रिया के लिए आवश्यक उपकरण । (1) सर्जिकल ब्लेड #15; (2) स्केलपेल हैंडल #3; (3) Adson संदंश; (4) ऑलसेन-Hegar सुई धारक; (5) ठीक कैंची; (6) Dumont #7 संदंश; (7) मिशेल घाव क्लिप; (8) Crile-लकड़ी सुई धारक; (9) ०.८-mm बिट के साथ माइक्रो ड्रिल; (10) बिजली trimmer. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2. आरोपण के लिए इलेक्ट्रोड की तैयारी. (क) एक 10-गर्तिका महिला nanoconnector (यानी, इलेक्ट्रोड) का उदाहरण । (ख) तारों के साथ तालिका के ऊपर वाइज में इलेक्ट्रोड को ईईजी और ईसीजी के लिए प्रत्यारोपित किया जाना नीचे तह. तार रंग संकेत कर रहे हैं । शेष तारों, जो ऊपर की ओर इशारा कर रहे हैं, काट दिया जाएगा । इनसेट इलेक्ट्रोड से बाहर आने के तारों की एक बढ़ाया देखने से पता चलता है । (ग) नीले ईसीजी तार अंकन करने के लिए जहां बंद इंसुलेशन पट्टी करने के लिए संकेत मिलता है । (घ) एक स्केलपेल ब्लेड का उपयोग करने के लिए बंद तार इंसुलेशन अंदर चांदी तंतु खुलासा पट्टी । (ङ) तैयार इलेक्ट्रोड के अंतिम विन्यास, छंटनी की ईईजी तारों और बढ़ते टेप के साथ छीन लिया ईसीजी तारों दिखा शीर्ष करने के लिए पालन. इनसेट बढ़ते टेप और इलेक्ट्रोड से बाहर आने के तारों के एक बढ़ाया देखने से पता चलता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3. खोपड़ी के लिए इलेक्ट्रोड के सर्जिकल लगाव । (एक) के पक्ष के साथ एक माउस का उदाहरण मुंडा (तीर से संकेत) ईसीजी तार आरोपण के लिए. (ख) चीरा के लिए एक रास्ता बनाने के लिए आंखों और कानों के बीच फर का भाग । (ग) एक स्केलपेल का उपयोग करने के लिए एक खोपड़ी चीरा बनाने के लिए । (घ) खोपड़ी चीरा । (ङ) ड्रिल साइटों को इंगित करने के लिए प्रयुक्त खोपड़ी पर चार चिह्नों का उदाहरण. (च) गड़गड़ाहट छेद ड्रिलिंग के बाद खोपड़ी पर इलेक्ट्रोड की नियुक्ति । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4. सुरंग और ईसीजी तारों के प्रत्यारोपण । एक पॉलीथीन ट्यूब है कि के बारे में 6 सेमी करने के लिए काट दिया गया है और एक छोर पर बेवल के चमड़े के नीचे सुरंग की सुविधा का (क) उदाहरण । (ख) सुरक्षात्मक ट्यूब पार्श्व चीरा साइट पर शुरुआत के साथ चमड़े के नीचे सुरंग । (ग) ट्यूब के माध्यम से सिर पर इलेक्ट्रोड से ईसीजी तार खिलाना. (घ) ट्यूब हटाने के बाद तना हुआ तार खींच रहा है. (ङ) ईसीजी तार के अछूता उजागर भाग के लिए एक टांका लगाने के लिए यह जगह में अंतर्निहित ऊतक पर पकड़ । (च) एक घाव क्लिप के साथ साइड चीरा के बंद । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्र 5. ईईजी तारों को प्रत्यारोपित करना । (क) लाल ईईजी तार लोभी और यह क्षैतिज खोपड़ी में गड़गड़ाहट छेद में खिला, काले जमीन तार के स्थान के बाद । (ख) nanoconnector और तारों का अंतिम विंयास आरोपण निंनलिखित । (ग) के रूप में अच्छी तरह से द्विपक्षीय ईईजी और ईसीजी तारों, साथ ही संदर्भ (रेफरी) और जमीन (GND) तारों की नियुक्ति दिखा योजनाबद्ध । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6. सिर चीरा बंद. (क) इलेक्ट्रोड की शुरुआत के आधार के आसपास दंत सीमेंट के आवेदन caudally और आगे बढ़ने rostrally. (ख) दंत सीमेंट टोपी का उदाहरण पूरे nanoconnector और तारों के आसपास, तुरंत चीरा के अंतिम बंद करने से पहले. (ग) अंतिम सीलबंद चीरा का उदाहरण. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 7
चित्र 7. वीडियो ईईजी-ईसीजी संकेतों की रिकॉर्डिंग । (क) एक रिकॉर्डिंग के दौरान एक सीमित माउस का उदाहरण । (ख) vivo tethered वीडियो-ईईजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग प्रणाली में के लिए उपकरण विन्यास दिखा योजनाबद्ध । एक 10-पिन पुरुष nanoconnector, जो मादा nanoconnector खोपड़ी पर प्रत्यारोपित में प्लग से तारों, १.५-mm महिला केबलों जो एक 12 चैनल अलग जैव क्षमता फली अंतरफलक से जुड़े रहे है के लिए टांका लगाया है । इस फली तो एक डिजिटल संचार मॉड्यूल (DCOM), जो डेटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर के साथ एक डेस्कटॉप कंप्यूटर से जुड़ा है एक संकेत अधिग्रहण अंतरफलक इकाई (ACQ) के लिए डिजीटल डेटा स्थानांतरित करने के लिए एक धारावाहिक लिंक केबल से जुड़ा हुआ है । वीडियो भी एक साथ एक नेटवर्क वीडियो कैमरे के बाहर और पिंजरे के बगल में तैनात का उपयोग कर अधिग्रहीत की है । कैमरा ईथरनेट स्मार्ट स्विच पर एक शक्ति के माध्यम से कंप्यूटर से जुड़ा हुआ है । (ग) निम्नलिखित फिल्टर के साथ ठेठ ईईजी और ईसीजी संकेत डेटा के प्रतिनिधि अंश लागू किया गया: ६०-हर्ट्ज पायदान, ७५-हर्ट्ज कम और ०.३-ईईजी के लिए उच्च-पास बैंड फिल्टर हर्ट्ज; और एक 3-हर्ट्ज उच्च पास फिल्टर ईसीजी के लिए । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 8
चित्र 8. ईईजी संकेतों का विश्लेषण. (क) एक ईईजी ट्रेस एक प्रतिनिधि सहज बरामदगी में दिखा एक Kcna1-/ (ख) प्रत्येक जब्ती के समय की अवधि के प्लाट में 24-एच रिकॉर्डिंग सत्र के दौरान मनाया Kcna1-/ सलाखों के मतलब ± मानक विचलन के अनुरूप है । (ग) पेरि-ictal spectrogram से पहले, दौरान, और प्रतिनिधि जब्ती के बाद आवृत्ति और शक्ति घनत्व दिखा । पूर्व और बाद ictal अवधि के दौरान प्रत्येक ईईजी आवृत्ति बैंड में रिश्तेदार शक्ति की तुलना (घ) रिश्तेदार डेल्टा शक्ति में वृद्धि और थीटा, अल्फा, बीटा में कम हो जाती है, और गामा शक्ति का पता चलता है. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 9
चित्र 9. ईसीजी संकेतों का विश्लेषण । (क) एक नमूना ईसीजी ट्रेस से एक Kcna1-/ एक अलिंदनिलय आचरण ब्लॉक, जो एक पी लहर है कि एक क्यूआर जटिल द्वारा पीछा नहीं किया जाता है के रूप में प्रकट होता है पूर्ववर्ती सामान्य साइनस ताल दिखा माउस. एक P लहर, क्यूआर जटिल, और r-r अंतराल संदर्भ के लिए लेबल हैं । (ख) एक r-r अंतराल श्रृंखला की ईसीजी रिकॉर्डिंग से प्राप्त की एक प्रतिनिधि भूखंड Kcna1-/ बीट्स के बीच समय में उतार चढ़ाव दिखा माउस । लाल रेखा कम आवृत्ति रुझान घटक है कि r-r अंतराल श्रृंखला के बाद से हटाया जाना दिखाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

छोड़ दिया दिल धड़कता एच/ हृदय की दर परिवर्तनशीलता (HRV)
समय डोमेन फ्रीक्वेंसी डोमेन
एचआर SDNN RMSSD पगली hf वामो/HF अनुपात
(बीट्स/ सुश्री) सुश्री) (%) (%)
५.८४ ७३६.८ २.४ ३.२ ५२.२७ ४६.३८ १.१२७

तालिका 1. छोड़ दिया दिल धड़कता है की ठहराव, हृदय गति (मानव संसाधन), और हृदय की दर परिवर्तनशीलता (HRV) में एक Kcna1-/ माउस. HRV के निम्नलिखित समय डोमेन उपाय दिए गए हैं: हरा करने के लिए हरा अंतराल के मानक विचलन (SDNN) और मूल मतलब लगातार हरा करने के लिए हरा मतभेद (RMSSD) वर्ग. आवृत्ति डोमेन में, निम्न HRV उपाय दिखाए गए हैं: कम आवृत्ति बिजली प्रतिशत (वामो%); उच्च आवृत्ति शक्ति प्रतिशत (HF%); और उच्च आवृत्ति शक्ति (वामो/HF अनुपात) के लिए कम आवृत्ति शक्ति का अनुपात ।

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Discussion

उच्च गुणवत्ता ईईजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग है कि कलाकृतियों से मुक्त कर रहे हैं प्राप्त करने के लिए, हर एहतियात क्षरण या प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड और तारों के ढीला को रोकने के लिए लिया जाना चाहिए । के रूप में एक ईईजी सिर प्रत्यारोपण ढीला हो जाता है, मस्तिष्क के साथ तार संपर्क कम संकेत आयाम के लिए अग्रणी नीचा होगा । ढीले प्रत्यारोपण या गरीब तार संपर्कों को भी विद्युत संकेतों की विकृति पैदा कर सकते हैं, रिकॉर्डिंग के लिए आंदोलन कलाकृतियों और पृष्ठभूमि शोर शुरू. सिर प्रत्यारोपण के संभावित ढीला रोकने के लिए, प्रत्यारोपण के आधार के आसपास दंत सीमेंट की एक उदार राशि लागू करते हैं जब खोपड़ी चीरा के लिए अधिक से अधिक शक्ति और आसंजन सुनिश्चित करने के लिए बंद । देखभाल भी खोपड़ी से फर की पूरी तरह से हटाने सुनिश्चित करने के लिए लिया जाना चाहिए, के बाद से फर अवशेष के बाद सर्जिकल सूजन के आसपास प्रत्यारोपण और समयपूर्व प्रत्यारोपण टुकड़ी के लिए अग्रणी पैदा कर सकते हैं । समय के साथ, सिर प्रत्यारोपण क्षमता दोहराया plugging और जानवर के unplugging के साथ जुड़े तनाव की वजह से ढीला करने के लिए है । इसलिए, यदि संभव हो, समय की संख्या को कम करने का प्रयास पशु खामियों को दूर करने के लिए एक लंबी अवधि की रिकॉर्डिंग के बजाय एकाधिक लघु अवधि रिकॉर्डिंग प्रदर्शन करके/ postsurgical प्रत्यारोपण नुकसान और बाद में पशु चोट का एक और संभावित स्रोत प्रत्यारोपण और जानवर के घर पिंजरे में wiretop के बीच शारीरिक संपर्क है । wiretops के लिए की जरूरत को खत्म करने के लिए, भोजन छर्रों और हाइड्रेटिंग जेल पिंजरे फर्श पर रखा जा सकता है । अंत में, ईसीजी सुराग की अखंडता को बनाए रखने के लिए, पशु की हैंडलिंग विशेष रूप से शरीर के पक्षों के साथ, जहां ईसीजी तार चलाने के लिए छोटा किया जाना चाहिए ।

प्रत्यारोपण या तार संपर्कों के क्षरण के अलावा, एक सीमित रिकॉर्डिंग विंयास की एक और संभावित जटिलता के लिए एक नुकसान संकेत करने के लिए अग्रणी प्रयोग के दौरान जानवर (यानी, unplugging या unhooked) बनने की संभावना है । टुकड़ी चूहों कि चल रहा है और उछल के साथ गंभीर ऐंठन बरामदगी का अनुभव के लिए विशेष रूप से परेशानी हो सकती है । करने के लिए माउस की संभावना को कम करने के लिए अलग हो, तार tether में सुस्त की राशि का अनुकूलन. सबसे अच्छा तार की लंबाई आमतौर पर पशु के लिए पर्याप्त सुस्त प्रदान करने के लिए पिंजरे के सभी कोनों का पता लगाने के बीच एक संतुलन है, लेकिन इतना कम नहीं है कि तारों में अनावश्यक तनाव है कि टुकड़ी को बढ़ावा देने सकता है । इष्टतम तार लंबाई निर्धारित करने में, सुनिश्चित करें कि वहां इतना सुस्त है कि माउस को आसानी से तार पर चबाना है, जो संकेत हानि अगर तार टूट गया है नेतृत्व कर सकते है नहीं है । से कम 10 तारों के साथ इलेक्ट्रोड nanoconnector प्रत्यारोपण का उपयोग करना (यानी, 10-पिन/सॉकेट जोड़े) भी सीमित कनेक्शन के लिए अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करने के लिए महत्वपूर्ण है, के रूप में nanoconnectors से कम 10 तारों के साथ अधिक बार हुक करने के लिए करते हैं । आगे पशु बनने की संभावना को कम करने के लिए अलग, इस प्रोटोकॉल को आसानी से एक कम टोक़ कंयूटेटर रिकॉर्डिंग चैंबर के ऊपर निलंबित करने के लिए माउस के सिर से तारों को जोड़ने के द्वारा संशोधित किया जा सकता है । कंयूटेटर तार में मरोड़ तनाव के buildup को दूर करने के लिए माउस चाल के रूप में घूर्णन द्वारा काम करता है, जिससे अनप्लग से माउस को रोकने.

इस सीमित वीडियो की एक बड़ी ताकत-ईईजी-ईसीजी प्रोटोकॉल के लिए अतिरिक्त अनुप्रयोगों के लिए विधि को संशोधित करने की क्षमता है । यहां वर्णित के रूप में, उपलब्ध दस इलेक्ट्रोड तारों में से केवल छह का उपयोग कर रहे हैं. हालांकि, शेष चार तारों को भी एक अतिरिक्त चार ईईजी नेतृत्व के रूप में प्रत्यारोपित किया जा सकता है मस्तिष्क गतिविधि के बेहतर स्थानिक संकल्प प्रदान करते हैं । वैकल्पिक रूप से, दो अप्रयुक्त तारों गर्दन की मांसपेशियों में टांका electromyogram (ईएमजी) है, जो मांसपेशियों की गतिविधि का एक उपाय है कि ईईजी के साथ संयोजन में सोने के निर्धारण के लिए महत्वपूर्ण/ एक और संभव संशोधन के लिए एक पूरे शरीर plethysmography कक्ष में पशु रिकॉर्ड है कि वायर तार को समायोजित संशोधित किया है होगा । plethysmography में, प्रेरणा और समाप्ति के साथ जुड़े छोटे दबाव परिवर्तन श्वसन waveforms में परिवर्तित कर रहे हैं । इसलिए, plethysmography को शामिल करके, यह तकनीकी रूप से वीडियो, ईईजी, ईसीजी, ईएमजी, और श्वसन, जो व्यवहार और मस्तिष्क, दिल, मांसपेशियों, और फेफड़ों की गतिविधियों की एक readout का प्रतिनिधित्व करेगा एक साथ रिकॉर्डिंग प्राप्त करने के लिए संभव है । इस तरह के व्यापक vivo में शारीरिक रिकॉर्डिंग वस्तुतः आज के टेलीमेट्री प्रणालियों में असंभव है सीमित दृष्टिकोण बनाने यहां चूहों में कई के एक साथ पूछताछ के लिए एक विशेष रूप से शक्तिशाली उपकरण वर्णित है ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस कार्य को मिर्गी में शोध के लिए एकजुट नागरिकों द्वारा समर्थित किया गया (अनुदान संख्या ३५४८९); राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (अनुदान संख्या R01NS100954, R01NS099188); और एक लुइसियाना राज्य विश्वविद्यालय स्वास्थ्य विज्ञान केंद्र मैल्कम Feist Postdoctoral फैलोशिप ।

Materials

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

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References

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