Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Genetics

Одновременная видео ЭЭГ-мониторинг ЭКГ для выявления Neurocardiac дисфункции в моделях мыши эпилепсии

Published: January 29, 2018 doi: 10.3791/57300
* These authors contributed equally

Summary

Здесь мы представляем протокол для записи мозга и сердца био сигналов в мышей, используя одновременно видео, электроэнцефалография (ЭЭГ) и электрокардиография (ЭКГ). Мы также описывают методы для анализа результате записи ЭЭГ-ЭКГ для изъятий, спектральной мощности ЭЭГ, функции сердца и вариабельности сердечного ритма.

Abstract

В эпилепсия судороги может вызвать сердечного ритма такие изменения частоты сердечных сокращений, теплопроводности блоки, asystoles и ритма, которые потенциально могут увеличить риск внезапной неожиданной смерти в эпилепсии (SUDEP). Электроэнцефалография (ЭЭГ) и электрокардиография (ЭКГ) являются широко используется клинических диагностических инструментов для мониторинга ненормальное мозга и сердечных ритмов в больных. Здесь описан способ одновременной записи видео, ЭЭГ, ЭКГ в мышей, чтобы мера поведение, мозга и сердечной деятельности, соответственно. Метод, описанный здесь использует привязанный (т.е., проводные) запись конфигурации, в котором имплантированных электродов на голову мыши проводные для записывающего прибора. По сравнению с беспроводной телеметрии, системы записи, привязанный композиция обладает несколько технических преимуществ, таких как можно большее количество каналов для записи ЭЭГ или других биопотенциалов; затраты на электрод; и больше частот (т.е., частота дискретизации) записей. Основы этой техники также могут быть легко изменены для размещения записи других биосигналов, например электромиографии (ЭМГ) или плетизмографии для оценки мышц и дыхательной деятельности, соответственно. Помимо описания как для выполнения записи ЭЭГ-ЭКГ, мы также подробно методы количественной оценки полученные данные для изъятий, спектральной мощности ЭЭГ, функции сердца и вариабельность сердечного ритма, который мы демонстрируем пример эксперимента с помощью мыши с в эпилепсия, из-за удаления гена Kcna1 . Мониторинг в моделях мыши эпилепсия или другие неврологические заболевания видео-ЭЭГ-ЭКГ предоставляет мощный инструмент для выявления дисфункции на уровне головного мозга, сердца или мозг сердце взаимодействия.

Introduction

Электроэнцефалография (ЭЭГ), электрокардиография (ЭКГ), мощный и широко используемых методов для оценки в vivo мозга и сердечной функции, соответственно. ЭЭГ — запись электрической мозговой активности, прикрепляя электроды к волосистой части головы1. Сигнал, записанный с неинвазивные ЭЭГ представляет колебания напряжения, обусловленные выбытие тормозящее и возбуждающих постсинаптических потенциалов главным образом генерируемые корковых нейронов пирамидальный1,2. ЭЭГ является наиболее распространенным нейродиагностического тест для оценки и ведения пациентов с эпилепсией3,4. Это особенно полезно, когда эпилептические припадки возникают без очевидных судорожными поведенческих проявлениях, таких, как отсутствие судорог или не судорожные состояния эпилептический5,6. И наоборот не эпилепсия соответствующие условия, которые приводят к судорожными эпизоды или потеря сознания может быть неправильно диагностируются как эпилептические припадки без видео ЭЭГ мониторинга7. В дополнение к ее полезности в области эпилепсии ЭЭГ также широко используется для обнаружения аномальных мозговой активности, связанные с расстройства сна, энцефалопатий и расстройства памяти, а также в дополнение к общей анестезии во время операции2 , 8 , 9.

В отличие от ЭЭГ, ЭКГ (или ЭКГ, иногда сокращенно) — запись электрической активности сердца10. ЭКГ обычно выполняются прикрепляя электроды к конечности конечностей и грудной стенки, который позволяет обнаруживать изменения напряжения, порожденных миокард во время каждого сердечного цикла сокращение и расслабление10,11. Основные компоненты сигнала ЭКГ нормального сердечного цикла включают P волна, комплекс QRS и T волн, которые соответствуют деполяризации предсердий, желудочков деполяризации и реполяризации желудочков, соответственно10, 11. мониторинг ЭКГ обычно используется для выявления сердечных аритмий и дефекты сердечной проводимости системы12. Среди больных эпилепсией важность использования ЭКГ для выявления потенциально угрожающих жизни аритмий усиливается, так как они являются значительно более высокому риску внезапной остановки сердца, а также неожиданные внезапной эпилепсии13, 14,15.

В дополнение к их клинического применения записи ЭКГ и ЭЭГ стали незаменимым инструментом для выявления дисфункции головного мозга и сердца в моделях мыши заболеваний. Хотя традиционно эти записи были выполнены отдельно, здесь мы опишем способ записывать видео и ЭЭГ, ЭКГ одновременно в мышах. Синхронный метод видео ЭЭГ-ЭКГ, подробно здесь использует привязанный запись конфигурации, в котором имплантированных электродов на голову мыши проводные для записывающего прибора. Исторически это привязанный, или проводной, конфигурации был стандарт и наиболее широко используется метод для записи ЭЭГ у мышей; Однако беспроводных систем телеметрии ЭЭГ также были недавно разработаны и набирают популярность16.

По сравнению с беспроводных систем ЭЭГ, привязанный композиция имеет ряд технических преимуществ, которые могут сделать его более предпочтительным в зависимости от требуемого приложения. Эти преимущества включают большее количество каналов для записи ЭЭГ или других биопотенциалов; затраты на электрод; электрод одноразовости; менее восприимчивость к сигнал потери; и больше частот (т.е., частота дискретизации) записи17. Сделано правильно, привязанный записи метод, описанный здесь способен обеспечить высокое качество, бездефектной ЭЭГ и ЭКГ данных одновременно, наряду с соответствующим видео для поведенческого контроля. ЭКГ и ЭЭГ данные затем могут быть заминированы определить нейронных, сердечная, или neurocardiac аномалии, такие как судороги, изменения в ЭЭГ мощность спектра, сердечной проводимости блоков (т.е., пропущенных ударов сердца) и изменения в вариабельности сердечного ритма. Чтобы продемонстрировать применение этих методов количественного ЭЭГ-ЭКГ, мы представляем пример эксперимент с использованием Kcna1 нокаут (- / -) мыши. Kcna1 - / - мышей не хватает напряжения закрытый Kv1.1 α-субъединиц и как следствие проявлять спонтанные судороги, сердечной дисфункции и преждевременной смерти, что делает их идеальной моделью для одновременного ЭЭГ-ЭКГ оценки вредного эпилепсией связанным neurocardiac дисфункции.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все экспериментальные процедуры должны осуществляться в соответствии с руководящими принципами национальных институтов здравоохранения (НИЗ), одобренные вашего учреждения институционального ухода животных и использование Комитет (IACUC). На рисунке 1показаны основные хирургические инструменты, необходимые для этого протокола.

1. Подготовка электрода для имплантации

  1. Место 10-розетка женский nanoconnector (т.е., электрод; Рисунок 2A) в настольные тиски с 10 проводов, вверх и черный провод в передней. С помощью тонкой щипцы сложите первый (черный) провод вправо и второй провод (Тан) слева. Затем опустите вниз красный, оранжевый, синий и фиолетовый провода, чередуя вправо и влево (рис. 2B). Отрежьте желтый, зеленый, белый и серый провода на базе их вложения.
  2. Подготовить проводов ЭКГ, используйте перманентный маркер, чтобы знаки на фиолетовый провод в ~3.2 и ~3.5 см от основания электрода и синий провод в ~2.2 и ~2.5 см (рис. 2 c). Удаление электрода из тисков и разоблачить серебряные нити между промаркированных районов путем зачистки изоляции на одной стороне провода с лезвием скальпеля (Рисунок 2D).
    Примечание: Соскоб провода должно быть сделано под микроскопом. Осторожно следует использовать для обеспечения что серебряные нити не поврежден, как изоляция от царапины.
  3. Место электрод обратно в тиски. Аффикс кусок двухсторонняя монтажная лента, precut в длину и ширину электрода, в верхней части провода, используя тонкий слой суперклея.
    Примечание: До присоединения ленты, быть уверены, что провода лежат плоская, прямо торчащие по бокам и не скручен над друг друга.
  4. Trim провода для ЭЭГ слегка V-образный угол длиной приблизительно 7-9 мм, с Тан и черные провода Вырезать короткая. Не Перережьте провода для ЭКГ (Рисунок 2E).
  5. Упаковка и стерилизовать электрода для последующего использования.

2. Подготовка мышь для хирургии

  1. Вес мыши. Вводить подкожно в дозе 5 мг/кг Carprofen (с.к.). Анестезировать животное с внутрибрюшинного (и.п.) инъекции анестетика мыши коктейль содержащий кетамин (80 мг/кг), Ксилозин (10 мг/кг) и Acepromazine (1 мг/кг).
  2. После того, как мышь становится под наркозом, применяется тонкая линия ветеринарная Офтальмология Мазь для каждого глаза. Используя Электрический триммер, бритья два небольших районов (2~ 2 см) на обеих сторонах туловища мыши, соответствующий где ЭКГ провода будет имплантирован (Рисунок 3А).
    Примечание: Бритая области на правой стороне должен находиться в положении примерно Дорсолатеральное только за право «мышкой» животного. На левой стороне бритая области должны быть расположены в более вентролатеральные ориентацию вдоль стороны животного, но около 1 см больше задняя чем бритая области на правой стороне (рис. 3A).
  3. Удалить волосы, подстриженные и очистите оба бритая районы с раствором хлоргексидина.

3. Прикрепление электродов к черепу

  1. Поместите указатель мыши в лежачем положении на сцене рассечения микроскопа и подтвердите адекватной глубины анестезии, отсутствие мыс щепотка рефлекс.
    Примечание: Шаги 3,2 до 5,6 должно быть сделано с помощью микроскопа.
  2. Держа голову падает между большим и указательным пальцами, часть мех по центру головы от ушей чуть позади глаз ватным тампоном смоченной в спирте (рисунок 3B).
    Примечание: Хотя эта операция должно быть сделано с асептических технику, это не стерильных процедура поскольку не бритые головы и мышь должна обрабатываться во время операции.
  3. С помощью скальпеля, сделайте срединной ~ 1 см разрез через головы между расстались мех от как раз перед ушами только между глазами (рис. 3 c, D).
    1. Аккуратно с помощью либо на стороне скальпель или ватным наконечником аппликатором, скрести слизистой оболочки верхней части черепа, до тех пор, пока кости появляется сухой.
    2. Выщипывать мех по периметру разрез, образуя тонкую границу лысый кожи. Осторожно удалите любой мех, которая может упасть в операционном поле с парой щипцов. Сухие поверхности черепа с стерильным ватным наконечником аппликатором, применяя мягкое давление на несколько секунд, при необходимости.
  4. Сделайте четыре марки на череп с стерилизованные перманентный маркер на участках, где будет Берр отверстия просверленные (Рисунок 3E). Место две марки, один на каждой стороне Сагиттальный шов впереди bregma, около 4 мм передней и боковых 5 мм в bregma (выше лобной коры), для ведения и местах проводов. Место еще две марки, один на каждой стороне Сагиттальный шов, задняя bregma, примерно 2 мм задняя и боковые 7 мм для bregma (выше теменно коры), для двух проводов запись ЭЭГ.
    Примечание: Это не стереотаксической хирургии и расстояний с учетом приближения, которые будут варьироваться в зависимости от размера мыши. Убедитесь, что отверстия расположены достаточно далеко сбоку легко разместить базы электрода имплантат, который будет крепиться к средней линии вдоль Сагиттальный шов (рис. 3F).
  5. С помощью стерильных микро сверла, Сделайте небольшой Берр отверстия на каждой марки сверлом диаметром 0,8 мм.
    1. Придайте мягкое давление, а бурение для создания небольшая углублениями на каждом месте. Просверлите через череп, пульсирующий сверла в отверстие близится к завершению, убедившись, что не применять слишком много давления, которое может привести к прорезывать и повреждения основной ткани мозга.
    2. После того, как все отверстия, протрите области хлопок наконечником аппликатором.
  6. Присоединиться электрода в верхней части черепа, Удалите защитное бумажное покрытие с монтажа двухсторонний ленты на электроде. Нанесите тонкий слой суперклея на ленту. Используя пару щипцов, удалите электрода из тисков. Ориентируйте ее, что, когда расположены вдоль Сагиттальный шов, короче проводов ЭЭГ Ростральных и длиннее проводов ЭКГ каудально.
    1. Придерживайтесь электрода к черепу над Сагиттальный шов между отверстиями (рис. 3F).
      Примечание: Череп должен быть абсолютно сухим для клея на электроде придерживаться. Убедитесь, что не загородить Берр отверстия в череп с электрода или клей.
    2. Вкратце подержите электрод в для обеспечения адгезии к черепу и затем клей для просушки на 5-10 мин.

4. Имплантация провода для ЭКГ

  1. Вращайте мышь слегка на его правой стороне сохраняя голову вертикально. Возьмите длинный провод ЭКГ на левой стороне и продлить его вниз стороне мыши в область побрился на левой стороне. Визуализируйте, где подвергаются провод будет располагаться после его передаче по туннелю под кожу.
    Примечание: Для справки, небольшой знак может быть сделан на кожу с постоянным маркером.
  2. С помощью скальпеля, сделайте ~ 1 см разрез в коже в месте, где будет располагаться подвергаются провод. Удерживая разрез с щипцами Adson, используйте корнцанг Дюмон ослабить кожи вокруг разрез от базового соединительной ткани в форме карман для провода. Начало в месте разреза на стороне животного, туннель подкожно с кусочком стерильной полиэтиленовой трубы (который был подготовлен путем разрезания ~ 6 см в длину с переднего края скошенный) до тех пор, пока скошенным краем выходит из разрез на голове (< C0 > рисунок 4A, B).
  3. Канала ЭКГ провод через трубку с помощью щипцов Дюмон (рис. 4 c). При удалении труб, понять электродной проволоки с щипцами Adson, при выходе из боковой разрез. Тяните провода тугой (рис. 4 d).
  4. Исправьте ЭКГ провода на месте путем сшивания ткани под кожей с нейлона 6-0 (Рисунок 4E). С помощью щипцов и Олсен-Хегар Базель иглодержатели, применяются одним швом подвергаются филаментов и другого шва до или после обнаженной части.
  5. Вырезать электродной проволоки около 2-3 мм мимо последнего шва и подвернуть конец в карман кожи, сформированные ранее. Сблизить обе стороны разреза и закрыть с зажимом рану, примененная с помощью Crile-Вуд Иглодержатели (Рисунок 4F).
  6. Включите мышь так, что нос, указывающие в противоположном направлении. С головы до сих пор в вертикальном положении лежа Поверните слегка на его левой стороне мыши.
  7. Повторите вышеуказанные шаги, чтобы поместить контралатеральной проволока ЭКГ.
    Примечание: Для аппроксимации свинца II ЭКГ запись конфигурации, правый ЭКГ провод следует находиться чуть более спины и передней чем левой ЭКГ провод, который должен быть немного более вентральной и задняя.

5. Имплантация провода для ЭЭГ

  1. Для имплантата провода для ЭЭГ, поместите курсор мыши квартиру в лежачем положении и удерживать открытым с большим и указательным пальцами руки недоминирующих разрез кожи головы.
  2. Пинцетом удалите любой мех, который может вытянуть под кожу труб. При необходимости, снова сухи черепа с ватным наконечником аппликатором. С помощью щипцов Дюмон, тщательно вычерпывать и удалите мусор или сгустки крови которые могут собраны в отверстия заусенцев.
  3. Начиная с наиболее передней отверстие на одной стороне, согните проволоку, наиболее близкий к что отверстие, так что это расположены непосредственно над отверстием, но еще не вставляется. Возьмитесь за нижний конец провода и кормить его как по горизонтали в отверстие до ~ 2-3 мм проволоки находится под череп (Рисунок 5A).
    Примечание: Провода должны лежать горизонтально между черепа и поверхности головного мозга. Провода не должны сажать мозга.
  4. С окончанием безопасных проволоку в отверстие Аккуратно сложите оставшаяся часть провода так, что он находится в плоской против черепа.
  5. Продолжать в том же порядке с задней провод на одной стороне. Повторите для передней и задней провода на другой стороне (Рисунок 5B).
    Примечание: Проволока конфигурация приводится в рисунке 5 c.

6. закрытие разрез головы с стоматологического цемента

  1. Смешайте два колпачка поликарбоксилата порошка с ~ 5 капель жидкости поликарбоксилата. Перемешайте смесь с зубочисткой сделать пасту с требуемой вязкости.
    Примечание: Последующие шаги 6.2 до 6,4 должны выполняться быстро после стоматологического цемента высыхает в течение 1 мин после смешивания.
  2. Возьмите большой капли цементной пасты с зубочисткой и применить его вокруг основания начало каудально электрода (рис. 6A). По-прежнему вокруг электрода, позволяя цемента капать по проводам, образуя шапка вокруг имплантата (Рисунок 6B).
  3. С помощью щипцов Дюмон, подтянуть мех по краям разреза через крышку цемента и сожмите, стараясь не нарушить провода, имплантированных под. Пресс мех вверх в цемент, чтобы помочь с закрытием.
  4. Уплотнение разрез между глаз, склеивание мех с стоматологического цемента (рис. 6 c).

7. пособничество послеоперационного восстановления

  1. Поместите курсор мыши в пустой клетке на площадку циркулирующего тепла. Монитор мыши до тех пор, пока он приходит в сознание и может поддерживать грудной recumbency.
  2. POST-surgically дом мыши индивидуально в клетке с питания окатыши и увлажняющий гель помещается на пол клетки. Верхняя клетка с крышкой микро изолятор.
  3. На 24 ч после операции придать (s.c.) мыши с 5 мг/кг Carprofen.
  4. Разрешить ≥ 48 ч после операции восстановления перед началом записи.

8. запись ЭКГ ЭЭГ сигналы от привязанный мыши

  1. После восстановления передать запись камеры с прозрачными стенами для облегчения видео мониторинга имплантированных мыши. Привязать (то есть, «подключить») мыши (рис. 7A), мягко, но твердо держать мышь в одной руке при использовании с другой стороны, чтобы вставить 10-контактный (мужчины) nanoconnector с поста руководство в розетки имплантата электрода ЭЭГ-ЭКГ (женщины) на голове мыши.
  2. Безопасной проводки выше камеры, с помощью штанга поддержки, обеспечения в провод позволяет мыши, чтобы двигаться свободно, но не так много проводки перетаскивает Пол камеры имеется достаточный запас.
  3. Подключите проводку от 10-контактный nanoconnector к блоку интерфейс подключен компьютер сигнал приобретение с синхронизированной видео записи, как показано на рис. 7B.
  4. Задать частоту выборки для записи, чтобы быть ≥ 2 кГц для ЭКГ и ≥ 500 Гц для ЭЭГ (то есть, по крайней мере дважды частоты, что одна заинтересована в изучении).
  5. Для оптимального просмотра сигнала следы, применяются следующие фильтры, как сделано ранее18: 60 Гц узкополосный режекторный фильтр для всех данных, фильтр ВЧ-группа 75-низкий - и 0,3 Гц для ЭЭГ и фильтр высоких частот 3-Гц для ЭКГ.
  6. Запись видео одновременно и ЭЭГ-ЭКГ (рис. 7 c) и сохранять оцифрованные данные для анализа в автономном режиме с программным обеспечением обработки сигнала.
  7. После завершения записи тщательно отцепить мыши и вернуть его домой клетку.

9. Анализ записи ЭЭГ

  1. Выполните анализ количественной захват.
    1. Осмотрите весь запись ЭЭГ вручную определить захват эпизодов, определенные в этой модели как высокоамплитудных (по крайней мере два раза базовый), художественной электрографические сбросов, длится более 5 s (рис. 8A). Проверьте видео, которое соответствует электрографические изъятий для определения поведения, связанные с захватом.
    2. Для вычисления частоты захват (припадки/ч), разделите количество изъятий на общее количество часов записи.
    3. Чтобы вычислить продолжительность ареста, измерьте время, прошедшее от начала электрографические захвата до прекращения пики (рис. 8A).
    4. Для вычисления захват бремя, определяется как время, затраченное на захват в час, сумма длительностей в захват и разделите часов записи.
  2. Выполните анализ спектральной мощности до и после противоречивых ЭЭГ.
    1. Выберите 30-мин (или любой другой желаемый длительность) сегмент Пери приступ данных ЭЭГ вокруг захват эпизод, чтобы быть изучены. Экспорт необработанных данных (с настройками фильтра удалены) в файле данных в формате ASCII или некоторых других файлов типа совместим с мощность спектра программного обеспечения.
    2. Преобразуйте файл ASCII в текстовый файл с помощью приложения простой текстовый редактор.
    3. Откройте полученный текстовый файл ЭЭГ сегмента в мощности спектра программного обеспечения и укажите следующие параметры: «игнорировать алфавитно цифровые линии»; «запятая как разделитель данных»; и показатель выборки по умолчанию 1000 Гц.
    4. Как только сигнал ЭЭГ появляется в мощности спектра программного обеспечения соответствующего канала, нажмите на раскрывающееся меню канала и выберите «цифровой фильтр.» Применение цифровой полосовые фильтры, соответствующие требуемой частоты диапазона для анализа.
    5. Чтобы открыть «спектра» из панели меню, выберите соответствующий канал отображения ЭЭГ для анализа и нажмите кнопку «Параметры». В разделе «Параметры» укажите следующие параметры спектрограммы и нажмите кнопку «Закрыть» для создания спектрограмма (Рисунок 8 c): размер БПФ: 8192, окно данных: Уэлч, перекрытия окна: 93,75%, режим отображения: плотность мощности, спектрограмма цвета: Радуга, LOL цвета: 64, PSD усреднения: 1, удалить нулевой частоте компонент: проверил как «on».
    6. Отрегулируйте колориметрическая шкала для оптимальной визуализации спектрограммы.
    7. Откройте «диспетчер анализа» на панели меню. Нажмите на «+ новый анализ» для создания двух анализов (1 анализ и анализ 2), которые будут соответствовать пред- и пост приступ ЭЭГ сегментов для анализа. Укажите желаемый пред- и пост во сегментов на спектрограмме и связывать их с 1 анализ и анализ 2, соответственно.
      Примечание: Следует рассматривать только данные ЭЭГ без шум и артефакты и периодов записи ЭЭГ с значительным артефакты должны быть удалены из анализа.
    8. После того, как создаются анализ сегментов, откройте «данных Pad» из меню панели. Нажмите на соответствующий канал ЭЭГ, чтобы открыть меню «Настройка столбца данных Pad» для этого канала.
    9. В «Установка столбца данных Pad,» выберите вариант «Спектр» и выберите «Процент всего власть.»
    10. В «данных Pad колонках,» нажмите кнопку «Параметры» и укажите диапазон частот необходимо изучить. Нажмите кнопку «OK» в «Параметры Pad спектра данных» и «Настройка столбца данных Pad», и процент (%) мощность для указанного частот будет отображаться в представлении данных Pad для выбранного анализ сегмента (1 анализ или анализ 2), как указано в " Анализ менеджер.»
      Примечание: % Мощности, или относительную мощность каждой группы выражается в процентах от общей спектральной мощности в указанный диапазон частот.
    11. Повторите предыдущий шаг для каждого диапазона частот для анализа.
      Примечание: Часто используемые диапазоны для пяти основных частот ЭЭГ включают18: δ-группа = 0,5-3 Гц, - Группа = 3,5-7 Гц, α-диапазона = 8-12 Гц, β-группа = 13-20 Гц и γ-Группа = 21-50 Гц.

10. анализ ЭКГ записи

  1. Количественную оценку пропущенный сердце бьется.
    1. Осмотрите весь запись ЭКГ выявить пропущенные сердце бьется, определяется как продление интервала RR, равная ≥ 1,5 раза предыдущий R-R интервала, который часто ассоциируется с не провели P-развевает свидетельствует о предсердно вручную блок проводимости (рис. 9а).
    2. Для вычисления частоты пропущенных сердце бьется в час, разделите общее количество пропущенных ударов в ходе сессии записи, Общая продолжительность записи часов.
  2. Выполните анализ (ВСР) вариабельности сердечного ритма.
    1. В программное обеспечение получения данных измените параметры ведения журнала на 1 эпохи для канала ЭКГ. Генерировать парсер сегментов для записи ЭКГ: один 5-мин ЭКГ сегмента каждые 3 часа в течение 12-часового периода свет фаза, в общей сложности 4 слоев.
      Примечание: Записи ЭКГ, отобранных для анализа должна быть во времена, когда животное находится в неподвижном состоянии и данные бесплатно артефакты движения.
    2. Создавать таблицу значений интервала R-R от выбранного синтаксического анализа ЭКГ сегментов, нажав кнопку «Сохранить проанализированный производных данных». Просмотрите таблицы для любых отсутствующих данных или плохих данных и удалить все другие численные значения, за исключением данных интервала R-R. Сохранить это изменение таблицы в виде текстового файла для выбора для «табуляция.»
    3. Откройте текстовый файл в качестве файла ASCII в программном обеспечении ВСР, указав следующие параметры: количество строк заголовка: 0, разделитель столбцов: Закладка / пространства, тип данных: RR, столбец данных: 1, единицы данных: ms и время индекс столбца: нет.
    4. В разделе настройки меню установите параметры, как описано ниже.
      1. Задайте параметры анализа как упоминалось. Интервала R-R detrending, detrending метод: smoothn априорных вероятностей, параметр усреднения: 500, ВСР частота полосы19, очень низкой частоты: 0-0,15 Гц, низкой частоты: 0,15-1,5 Гц и высокая частота: 1,5-5 Гц
      2. Установите дополнительные параметры, как упоминалось. Варианты оценки спектра, интерполяции RR серия: 20 Гц, очков в частотной области: 500 очков/Гц, FFT спектр с использованием Уэлчс методов периодограмм, ширина окна: 32s и перекрытия окна: 50%
    5. Запустите анализ вариабельности сердечного ритма для создания значения анализа времени домена означает RR, STD RR (то есть, SDNN), RMSSD и частота анализа значения домена для ВЧ мощности, мощности LF и коэффициент мощности LF/HF. При желании, сохраните результаты в файл PDF.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Чтобы продемонстрировать, как анализировать данные из записи ЭЭГ-ЭКГ для выявления аномалий neurocardiac, отображаются результаты для записи ЭЭГ-ЭКГ 24-h Kcna1/ мышь (2 месяца). Эти мутанта животных, которые разработаны для отсутствия напряжения закрытый Kv1.1 α-субъединиц кодируемых геном Kcna1 , являются модель часто используемые генетической эпилепсии, поскольку они обладают надежной и частые обобщенных тонизирующий клонические захват активность начала в возрасте20около 2-3 недели. В дополнение к спонтанной припадки, Kcna1/ мышей также демонстрируют преждевременной смерти совпадают с началом эпилепсии, а также межприступная и конфискации связанных сердечной дисфункции21, 22. Таким образом, Kcna1/ мышей также часто используются для изучения потенциальных патофизиологических процессов, лежащих в основе внезапной неожиданной смерти в эпилепсии (SUDEP), ведущей причиной связанных с эпилепсией смертности, который, как полагают, привлекать связанные с захватом кардиореспираторной ареста, до сих пор, плохо понимают механизмы23.

В этом эксперименте ЭЭГ компонент записи от Kcna1/ мыши показал частые спонтанные судороги, которые обычно наблюдаются как первоначальный большой всплеск в начале захват следуют краткие напряжения депрессия, переходит в высокой амплитуды наблюдаются пики и заканчиваясь в лопнул подавление шаблоны (рис. 8A). С помощью одновременно записанное видео, эти электрографические изъятия были найдены совпадает с захватом как поведения, характеризуется воспитания и передних конечностей Клонус, который впоследствии превратился в тела тонизирующий клонические судороги. Следует отметить одним из ключевых преимуществ ЭЭГ является способность выявлять электрографические «молчаливых» изъятий, которые не связаны с очевидным поведения, что означает, что они бы пропустил наблюдателем, забив изъятий, основанных на поведение только. Количественная оценка случаев конфискации в этой конкретной Kcna1/ мыши показали 15 изъятий в период 24-часа записи (Рисунок 8B). Продолжительность этих изъятий в среднем ~ 60 s, начиная с около 15-105 s (Рисунок 8B). Чтобы продемонстрировать анализ плотности относительной спектральной мощности до и после иктальный периода, захват 80-х годов продолжительность была отобрана для оценки с помощью программного обеспечения спектра мощности и пери приступ спектрограмма генерируется (Рисунок 8 c). После противоречивых относительной спектральной мощности частот Дельта была увеличена на ~ 50%, по сравнению с предварительно приступ базовой линии (рис. 8 d). Кроме того, после противоречивых относительная мощь других высших ЭЭГ частот выставлены соответствующие уменьшается по сравнению с периодом до приступ (рис. 8 d). Увеличение мощности после противоречивых Дельта и уменьшается в пост во власти других групп свидетельствует о ЭЭГ, замедление, характерные длинные, тяжелые судороги в этой модели18.

Анализ ЭКГ компонент записи с Kcna1/ мыши, количество межприступная пропущенные сердце бьется вручную был подсчитан как описано выше. Частота пропущенных сердце бьется в этой Kcna1/ мышь была 5.84/ч (Таблица 1), который является > 5 раз больше по сравнению с WT мышей в наших предыдущих исследований18,21. В ЭКГ Kcna1/ мышей, пропущенные сердце бьется часто exhibit P волна, которая не сопровождается QRS комплекса, как показано на рис. 9A, указывающее предсердно блока (AV) проведение21. Далее используя программное обеспечение ВСР, ВСР был проанализирован для оценки влияния вегетативной нервной системы на функции сердца в этом животном. Для Kcna1/ мыши были рассчитаны следующие меры домена время ВСР: стандартное отклонение бить и бить интервалов (SDNN), который является индекс изменчивости всего вегетативная; и Среднее квадратическое последовательных различий удар удар (RMSSD), который является индекс парасимпатический тон. 24 с помощью сигнала приобретения программного обеспечения R-R интервала значений, созданных для Kcna1/ мыши (рис. 9B), программное обеспечение ВСР рассчитывается частота сердечных сокращений 737 уд/мин (Таблица 1) , который похож на WT мышей в наших предыдущих исследований18. 2.4 мс и 3,2 мс, были рассчитаны значения SDNN и RMSSD соответственно (Таблица 1), которые являются о 2 - 3 раза выше, чем нормальные мыши WT18. Повышенные время домена меры вариабельности сердечного ритма в этой Kcna1/ мыши указывают на увеличение парасимпатический тон, предлагая аномальные автономного управления сердца. Далее, мы использовали ВСР программное обеспечение для расчета значения ВСР в частотной области, которые кратко излагаются в таблице 1: процент мощности низкой частоты (LF); процент энергии высокой частоты (ВЧ); и соотношение НЧ/ВЧ. Подуманы, что ВЧ компоненты отражают парасимпатические модуляции, тогда как подуманы, что LF компоненты отражают сочетание симпатические и парасимпатические влияния25. НЧ/ВЧ коэффициент используется для захвата относительный баланс парасимпатических и симпатических деятельности.

Наконец помимо вытекающих количественные показатели нервной и сердечно-сосудистые дисфункции, записи ЭЭГ-ЭКГ могут также быть проанализированы качественно для временных отношений между ЭКГ и ЭЭГ аномалии для выявления потенциальных neurocardiac дисфункция , как сделано ранее21,26. Например когда судорог или межприступная эпилептиформный сбросов определены в ЭЭГ, соответствующий ЭКГ могут быть проверены на сердца аномалий, например теплопроводности блоки или аритмии, которые могут быть вызванные эпилептические мозговой активности. В Kcna1/ мышей, приступы иногда вызывают брадикардии или асистолия, которое может прогрессировать до летальность21,22. В другой модели эпилепсии Kcnq1 мутант мыши, теплопроводности блоки и asystoles происходят одновременно с межприступная ЭЭГ сбросов, предполагая, что они являются следствием взаимодействия патологической neurocardiac26. Таким образом одновременной записи ЭКГ и ЭЭГ обеспечивают более полную картину взаимодействия между мозга и сердца, который особенно важна при эпилепсии, поскольку изъятий может вызвать потенциально смертельным сердца дисфункции.

Figure 1
Рисунок 1. Хирургические инструменты, необходимые для процедуры. хирургическое лезвие (1) #15; ручка для скальпеля (2) #3; Щипцы Adson (3) ; Иглодержатель Олсен-Хегар Базель (4) ; (5) штраф ножницы; Корнцанг Дюмон #7 (6) ; (7) Мишель раны клипы; Иглодержатель Crile-Вуд (8) ; (9) микро сверло сверлом 0,8 мм; Триммер электрический (10) . Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2. Подготовка к имплантации электродов. (A) пример 10-розетка женский nanoconnector (то есть, электрод). (B) электрод в настольные тиски с провода к имплантации для ЭКГ и ЭЭГ сложить. Указаны цвета проводов. Оставшиеся провода, которые указаны выше, будут отрезаны. Врезные показывает увеличенный вид провода, выйдя из электрода. (C) маркировка синий провод ЭКГ, чтобы указать, где для отрезания изоляции. (D) использование лезвием скальпеля для отрезания изоляция провода, раскрывая серебряных нитей внутри. (E) окончательная конфигурация подготовленных электрода, показаны подстриженные ЭЭГ провода и раздели ЭКГ проводов с помощью монтажной ленты придерживаться верхней. Врезные показано увеличенное представление монтажной лентой и провода, выйдя из электрода. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3. Хирургическое крепления электрода к черепу. (A) пример мышь с стороны побрился (обозначенный стрелками) для ЭКГ провод имплантации. (B) прощание из меха между глаз и ушей, чтобы сделать путь для разреза. (C) с помощью скальпеля сделать разрез кожи головы. (D) разрез кожи головы. (E) пример четырех марок на череп, используется для обозначения сверла сайтов. (F) размещения электрода на череп после сверления отверстий заусенцев. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4. Туннелирование и имплантации ЭКГ проводов. (A) пример полиэтиленовые трубки, сократить около 6 см и скошенный на одном конце для облегчения подкожной туннелирования. (B) туннелирование подкожно с полиэтиленовые трубки, начиная на сайте боковой разрез. (C) кормление провод ЭКГ от электрода на голове через трубку. (D) тянет проволоку тугой после снятия трубки. (E) применение швов для неизолированных обнаженной части ЭКГ провод провести его в место на основной ткани. (F) Закрытие боковой разрез с зажимом рану. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5. Имплантация ЭЭГ провода. (A) захватывая Красный провод ЭЭГ и кормит его горизонтально в заусенцев отверстие в черепе, следующее размещение черный молотый проволоки. (B) окончательная конфигурация nanoconnector и провода, после имплантации. (C) схемы показаны размещение двусторонних ЭЭГ и ЭКГ провода, а также ссылки (REF) и земля (GND) провода. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 6
Рисунок 6. Закрытие головы разрез. (A) применение стоматологического цемента вокруг основания электрода начиная каудально и продолжает рострально. (B) пример крышку стоматологического цемента, окружающих весь nanoconnector и провода, сразу до окончательного закрытия разреза. (C) пример окончательного запечатанном разрез. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 7
Рисунок 7. Запись видео ЭЭГ-ЭКГ сигналов. (A) пример привязанный мыши во время записи. (B) схемы показаны конфигурации оборудования для системы в vivo привязанный запись видео ЭЭГ-ЭКГ. Проводки от 10-контактный мужской nanoconnector, который подключается к женской nanoconnector, имплантированных на черепе, припаяна к 1,5 мм женский кабелей, которые подключены к изолированной био потенциал под 12-канальный интерфейс. Этот под затем соединены кабелем последовательной связи модуль цифровой связи (DCOM), которой передача оцифрованных данных сигнала интерфейса закупки (ACQ), подключенный к настольному компьютеру с программное обеспечение для сбора данных. Видео также одновременно приобретается с помощью сетевого видео камеры расположены за пределами и прилегающем к клетке. Камера связано с компьютеру через власть над Ethernet коммутатор. (C) представитель следы типичный ЭЭГ и ЭКГ сигнала данных с следующие фильтры применяются: 60Гц паз, 75 Гц низким и 0,3 Гц ВЧ-диапазона фильтры для ЭЭГ; и 3 Гц ВЧ-фильтр для ЭКГ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 8
Рисунок 8. Анализ сигналов ЭЭГ. (A) ЭЭГ трассировки показаны представитель спонтанное захвата в Kcna1/ мышь. (B) участок время длительности каждого захват наблюдается во время сессии записи 24-h в Kcna1/ мышь. Столбцы соответствуют среднее ± стандартное отклонение. (C) Пери приступ спектрограмма показаны частоты и мощности плотность до, во время и после того как представитель взятие. (D) Сравнение относительной силы в каждой полосе частот ЭЭГ в периоды до и после противоречивых показывает увеличение относительного Дельта мощности и уменьшается в тета, альфа, бета и гамма мощности. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 9
Рисунок 9. Анализ сигналов ЭКГ. (A) образец ЭКГ след от Kcna1/ мыши, показаны нормальный синусовый ритм, предшествующий блок предсердно проводимости, которая проявляется как P-волны, которые не следуют QRS комплекса. P волна, комплекс QRS и интервала R-R помечены для справки. (B) представитель сюжет серии интервала R-R полученные записи ЭКГ Kcna1/ мыши, показаны колебания в то время между ударами. Красная линия показывает низкой частоты тенденция компоненты, которые удаляются из серии интервала R-R после detrending. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Пропущенных ударов сердца / ч Вариабельность сердечного ритма (ВСР)
Времени домен Частотной области
HR SDNN RMSSD LF ВЧ Коэффициент LF/HF
(уд/мин) (МС) (МС) (%) (%)
5.84 736,8 2.4 3.2 52.27 46.38 1.127

Таблица 1. Количественную оценку пропущенный сердце бьется, частоты сердечных сокращений (HR) и вариабельность сердечного ритма (ВСР) в Kcna1/ мышь. Приводятся следующие меры домена время ВСР: стандартное отклонение бить и бить интервалов (SDNN) и Среднее квадратическое последовательных различий удар удар (RMSSD). В частотной области, отображаются следующие меры вариабельности сердечного ритма: процент мощности низкой частоты (LF %); процент мощности высокой частоты (ВЧ %); и коэффициент мощности низкой частоты к мощности высокой частоты (LF/HF соотношение).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Для получения записи ЭЭГ-ЭКГ высокого качества, которые свободны от артефактов, следует все меры предосторожности для предотвращения деградации или ослабление имплантированных электродов и проволоки. ЭЭГ головки имплантат становится сыпучих, провода контактов с мозга будет деградировать приводит к снижению сигнала амплитуд. Потерять имплантаты или бедных провода контактов также может вызвать искажение электрических сигналов, представляя движение артефакты и фонового шума для записи. Чтобы предотвратить потенциальные ослабление головной имплантата, Примените щедрое количество стоматологического цемента вокруг основания имплантата при закрытии разреза кожи головы для обеспечения максимальной прочности и адгезии. Следует также позаботиться обеспечить полное удаление меха от черепа, так как остатки меха может вызвать послеоперационные воспаление приводит к отеки вокруг имплантата и преждевременной имплантата отряда. Со временем головы имплантаты имеют возможность ослабить из-за стресса, связанного с неоднократные включением и отключением животного. Поэтому если это возможно, попытаться свести к минимуму количество раз, которое животное подключить/отключить, выполнив один длительность записи, вместо того, чтобы несколько короткой продолжительности записи. Еще одним потенциальным источником послеоперационной имплантата или последующих животных ущерб является физический контакт между имплантатом и wiretop в клетке домашнего животного. Чтобы устранить необходимость для wiretops, еда окатышей и увлажняющий гель могут размещаться на дне клетки. Наконец чтобы сохранить целостность приводит ЭКГ, обработка животного должны быть минимизированы, особенно по бокам тела, где запустить провода ЭКГ.

В дополнение к деградации контактов имплантата или проволока еще потенциальные осложнения привязанный записи конфигурации является возможность животного становится отсоединяется (например, отсоединен или отцеплена) во время эксперимента, ведущих к потере сигнала. Отряд может быть особенно трудным для мышей, которые испытывают тяжелые судорожными припадками, с управлением и подпрыгивая. Чтобы свести к минимуму вероятность мыши становится отдельностоящий, Оптимизируйте количество провисание троса провода. Лучшая длина провода обычно является баланс между предоставлением достаточно вялый для животного, чтобы исследовать все углы клетки, но не так мало, что есть ненужные напряженность в провода, которые могли бы содействовать отряда. При определении оптимального проволоки длиной, убедитесь, что существует не так много слабину, что мышь может легко жевать провода, которые могут привести к потери сигнала, если провод поврежден. С помощью электрода nanoconnector имплантаты с по крайней мере 10-провода (т.е., 10-штырь/гнездо пар) также имеет важное значение для обеспечения дополнительной стабильности привязанный связи, как nanoconnectors с менее чем 10-провода, как правило, отцепить более часто. Для дальнейшего снижения вероятности животного становится отдельностоящий, этот протокол можно легко изменить, подключив провода от мыши головы к низким-крутящий момент коммутатор, подвешенный над записи камеры. Коммутатор работает путем поворачивать как перемещения мыши уменьшить накопление крутильных штамм в провод, тем самым предотвращая Отключение мыши.

Одним из основных преимуществ этой привязи видео ЭЭГ-ЭКГ протокола является способность изменить метод для дополнительных приложений. Как описано здесь, используются лишь шесть проводов доступны десять электрода. Однако оставшиеся четыре провода могут быть имплантированы также как дополнительные четыре ЭЭГ приводит к лучше пространственное разрешение активности мозга. Кроме того два из неиспользуемых проводов может зашивается в мышцы шеи, чтобы запись электромиограммы (ЭМГ), который обеспечивает измерение мышечной деятельности, которая в сочетании с ЭЭГ имеет важное значение для определения статуса сон/бодрствование. Еще одна возможная модификация бы записать животного в камере плетизмографии всего тела, измененный для размещения проводов троса. В плетизмографии небольшое давление изменения связанные с вдохновением и истечения преобразуются в дыхательных сигналов. Таким образом, включив плетизмографии, это технически возможно добиться одновременной записи видео, ЭЭГ, ЭКГ, ГРП и дыхания, который будет представлять индикации деятельности поведение и головного мозга, сердца, мышц и легких. Такие всеобъемлющие в естественных условиях физиологических записи практически невозможно в телеметрической системы сегодня сделать привязанный подход описанных здесь особенно мощный инструмент для одновременной допроса нескольких биосигналов мышей.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана граждане Юнайтед исследований эпилепсии (номер 35489 гранта); Национальные институты здравоохранения (предоставлять номера R01NS100954, R01NS099188); и Луизиана Государственный Университет медицинских наук Центр Малькольм Feist докторантура стипендий.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fisch, B. J. Fisch and Spehlmann's EEG Primer. , Elsevier. Amsterdam, Netherlands. (1999).
  2. Constant, I., Sabourdin, N. The EEG signal: a window on the cortical brain activity. Paediatr. Anaesth. 22 (6), 539-552 (2012).
  3. Mendez, O. E., Brenner, R. P. Increasing the yield of EEG. J. Clin. Neurophysiol. 23 (4), 282-293 (2006).
  4. Smith, S. J. M. EEG in the diagnosis, classification, and management of patients with epilepsy. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 76, Suppl 2. ii2-ii7 (2005).
  5. Bauer, G., Trinka, E. Nonconvulsive status epilepticus and coma. Epilepsia. 51 (2), 177-190 (2010).
  6. Hughes, J. R. Absence seizures: a review of recent reports with new concepts. Epilepsy Behav. 15 (4), 404-412 (2009).
  7. Mostacci, B., Bisulli, F., Alvisi, L., Licchetta, L., Baruzzi, A., Tinuper, P. Ictal characteristics of psychogenic nonepileptic seizures: what we have learned from video/EEG recordings--a literature review. Epilepsy Behav. 22 (2), 144-153 (2011).
  8. Smith, S. J. M. EEG in neurological conditions other than epilepsy: when does it help, what does it add? J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 76, Suppl 2. ii8-ii12 (2005).
  9. Kennett, R. Modern electroencephalography. J. Neurol. 259 (4), 783-789 (2012).
  10. Thaler, M. S. The Only EKG Book You'll Ever Need. , Lippincott Williams & Wilkins. (2012).
  11. Becker, D. E. Fundamentals of electrocardiography interpretation. Anesth. Prog. 53 (2), quiz 64 53-63 (2006).
  12. Luz, E. J. S., Schwartz, W. R., Cámara-Chávez, G., Menotti, D. ECG-based heartbeat classification for arrhythmia detection: A survey. Comput. Methods Programs Biomed. 127, 144-164 (2016).
  13. Bardai, A., et al. Epilepsy is a risk factor for sudden cardiac arrest in the general population. PloS One. 7 (8), e42749 (2012).
  14. Lamberts, R. J., et al. Increased prevalence of ECG markers for sudden cardiac arrest in refractory epilepsy. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 86 (3), 309-313 (2015).
  15. Thurman, D. J., Hesdorffer, D. C., French, J. A. Sudden unexpected death in epilepsy: assessing the public health burden. Epilepsia. 55 (10), 1479-1485 (2014).
  16. Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Dudek, F. E. Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System. J. Vis. Exp. (101), e52554 (2015).
  17. Bertram, E. H. Monitoring for Seizures in Rodents. Models of Seizures and Epilepsy. , Academic Press. 97-109 (2017).
  18. Mishra, V., et al. Scn2a deletion improves survival and brain-heart dynamics in the Kcna1-null mouse model of sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP). Hum. Mol. Genet. 26 (11), 2091-2103 (2017).
  19. Thireau, J., Zhang, B. L., Poisson, D., Babuty, D. Heart rate variability in mice: a theoretical and practical guide. Exp. Physiol. 93 (1), 83-94 (2008).
  20. Smart, S. L., et al. Deletion of the K(V)1.1 potassium channel causes epilepsy in mice. Neuron. 20 (4), 809-819 (1998).
  21. Glasscock, E., Yoo, J. W., Chen, T. T., Klassen, T. L., Noebels, J. L. Kv1.1 potassium channel deficiency reveals brain-driven cardiac dysfunction as a candidate mechanism for sudden unexplained death in epilepsy. J. Neurosci. 30 (15), 5167-5175 (2010).
  22. Moore, B. M., Jerry Jou,, Tatalovic, C., Kaufman, M., S, E., Kline, D. D., Kunze, D. L. The Kv1.1 null mouse, a model of sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP). Epilepsia. 55 (11), 1808-1816 (2014).
  23. Ryvlin, P., et al. Incidence and mechanisms of cardiorespiratory arrests in epilepsy monitoring units (MORTEMUS): a retrospective study. Lancet Neurol. 12 (10), 966-977 (2013).
  24. Stables, C. L., Auerbach, D. S., Whitesall, S. E., D'Alecy, L. G., Feldman, E. L. Differential impact of type-1 and type-2 diabetes on control of heart rate in mice. Auton. Neurosci. 194, 17-25 (2016).
  25. Gehrmann, J., Hammer, P. E., Maguire, C. T., Wakimoto, H., Triedman, J. K., Berul, C. I. Phenotypic screening for heart rate variability in the mouse. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 279 (2), H733-H740 (2000).
  26. Goldman, A. M., Glasscock, E., Yoo, J., Chen, T. T., Klassen, T. L., Noebels, J. L. Arrhythmia in heart and brain: KCNQ1 mutations link epilepsy and sudden unexplained death. Sci. Transl. Med. 1 (2), 2ra6 (2009).

Tags

Генетика выпуск 131 электроэнцефалография электрокардиография захват вариабельность сердечного ритма анализ спектра мощности атриовентрикулярная проводимости блок мозг сердце взаимодействия
Одновременная видео ЭЭГ-мониторинг ЭКГ для выявления Neurocardiac дисфункции в моделях мыши эпилепсии
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Mishra, V., Gautier, N. M.,More

Mishra, V., Gautier, N. M., Glasscock, E. Simultaneous Video-EEG-ECG Monitoring to Identify Neurocardiac Dysfunction in Mouse Models of Epilepsy. J. Vis. Exp. (131), e57300, doi:10.3791/57300 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter