Summary
כאן, אנו מציגים את פרוטוקול כדי להקליט את המוח ואת הלב אותות ביו בעכברים באמצעות וידאו בו זמנית, אלקטרואנצפלוגרם (EEG) ולאחר אלקטרוקרדיוגרם (א). אנו מתארים גם שיטות כדי לנתח את הקלטות EEG-א וכתוצאה מכך התקפים, כוח ספקטרלי EEG, תפקוד הלב של השתנות קצב הלב.
Abstract
באפילפסיה, התקפים יכולים לעורר הפרעות בקצב הלב כגון שינויי קצב הלב, הולכה רחובות, asystoles, הפרעות בקצב הלב, אשר יכול להגביר פוטנציאל הסיכון למוות פתאומי בלתי צפוי באפילפסיה (SUDEP). אלקטרואנצפלוגרם (EEG) אלקטרוקרדיוגרם (א) שימוש נרחב כלי אבחון קליני כדי לפקח על המוח תקינה, בקצב הלב בחולים בקרב אנשי עסקים ותיירים כאחד. . הנה, טכניקה במקביל להקליט וידאו, EEG, אק ג בעכברים למדוד התנהגות, המוח של פעילות הלב, בהתאמה, מתואר. בטכניקה המתוארת במסמך זה מנצל עגינה של תצורת הקלטה (קרי, קווית) שבו האלקטרודה מושתל על ראשו של העכבר מוגדרת לציוד הקלטה. לעומת טלמטריה אלחוטית מערכות הקלטה, ההסדר קשור היא בעלת מספר יתרונות טכניים כגון מספר אפשרי גדול של ערוצים להקלטה EEG או biopotentials אחרים; עלויות נמוכות יותר אלקטרודה; גדול בתדר פס (כלומר, קצב הדגימה) של הקלטות. היסודות של טכניקה זו גם ניתן בקלות לשנות כדי להתאים הקלטה biosignals אחרים, כגון אלקטרומיוגרפיה (EMG) או plethysmography עבור הערכה של שרירים ופעילות בדרכי הנשימה, בהתאמה. בנוסף מתאר כיצד לבצע הקלטות אא ג-א, אנחנו גם פירוט שיטות כדי לכמת את הנתונים המתקבלים התקפים, EEG כוח ספקטרלי, תפקוד הלב של השתנות קצב הלב, אשר אנחנו מדגימים בניסוי דוגמה באמצעות עכבר עם אפילפסיה עקב מחיקה ג'ין Kcna1 . וידאו-EEG-א ניטור במודלים של העכבר של אפילפסיה או מחלה נוירולוגית אחרת מספק כלי רב עוצמה כדי לזהות חוסר תפקוד ברמה של המוח, הלב או המוח ללב אינטראקציות.
Introduction
אלקטרואנצפלוגרם (EEG) אלקטרוקרדיוגרם (א) טכניקות בשימוש נרחב ועוצמתי להערכת ויוו המוח ותפקוד הלב, בהתאמה בקרב אנשי עסקים ותיירים כאחד. EEG היא ההקלטה של פעילות מוחית חשמלית על ידי הצמדת אלקטרודות הקרקפת1. האות הקליט עם EEG לא פולשנית מייצג תנודות מתח הנובע summated פוטנציאל postsynaptic, סינאפסות שנוצר בעיקר על ידי נוירונים בקליפת המוח כפירמידה1,2. EEG הוא המבחן neurodiagnostic הנפוץ ביותר עבור הערכת וניהול בחולים עם אפילפסיה3,4. זה שימושי במיוחד בעת התקפים אפילפטיים להתרחש ללא ברור ביטויים התנהגותיים עוויתית, כגון ויהיו היעדרות או המצב הלא-עוויתי אפילפטיקוס5,6. לעומת זאת, שאינו אפילפסיה הקשורות התנאים להוביל עוויתית פרקים או אובדן הכרה עשוי להיות misdiagnosed התקפים אפילפטיים ללא ניטור וידאו EEG7. בנוסף, גם בתחום של אפילפסיה אא ג הוא גם משמש לזיהוי פעילות מוחית חריגה הקשורים עם הפרעות שינה, encephalopathies, הפרעות זיכרון, כמו גם להשלמת הרדמה כללית במהלך ניתוחים2 , 8 , 9.
בניגוד EEG, אק ג (או אק ג כפי שהוא מופיע לעתים באופן מקוצר) ההקלטה הפעילות החשמלית של הלב10. ECGs מבוצעות בדרך כלל על-ידי הצמדת אלקטרודות האיבר הגפיים, קיר החזה, אשר מאפשר זיהוי של השינויים מתח שנוצר על ידי שריר הלב במהלך כל מחזור הלב להתכווצות והרפיה10,11. המרכיבים העיקריים של גל א של מחזור טבעי הלב כוללים את גל P, את קומפלקס QRS גל T, אשר תואמות את פרפור דפולריזציה, דפולריזציה חדרית וחדרית רה-פולריזציה, בהתאמה10, 11. ניטור אק ג באופן שגרתי משמש לזיהוי הפרעות קצב הלב, מומי מערכת הולכה לב12. בקרב חולי אפילפסיה, החשיבות של שימוש א לזיהוי הפרעות קצב מסכני מוגבר מאז הם בסיכון מוגבר באופן משמעותי של דום לב פתאומי, כמו גם מוות פתאומי בלתי צפוי אפילפסיה13, 14,15.
בנוסף שלהם יישומים קליניים, EEG ו א הקלטות הפכו כלי הכרחי לזיהוי בתפקוד המוח והלב במודלים של העכבר של המחלה. למרות באופן מסורתי ההקלטות בוצעו בנפרד, כאן אנו מתארים טכניקה כדי להקליט וידאו EEG, אק ג בו זמנית בעכברים. השיטה וידאו-EEG-אק ג סימולטני מפורט כאן מנצל תצורה קשור הקלטה שבה האלקטרודה מושתל על ראשו של העכבר מוגדרת לציוד הקלטה. מבחינה היסטורית, זה קשור או קווית, תצורת יש התקן נעשה שימוש נרחב ביותר של שיטת להקלטות EEG בעכברים; עם זאת, אלחוטית מערכות טלמטריה EEG גם פותחו לאחרונה, צוברות פופולריות16.
בהשוואה למערכות EEG אלחוטית, ההסדר קשור בעל מספר יתרונות טכניים, שעשוי להפוך את זה עדיף בהתאם ליישום המבוקש. יתרונות אלו כוללים מספר גדול של ערוצים להקלטה EEG או biopotentials אחרים; עלויות נמוכות יותר אלקטרודה; אלקטרודה disposability; פחות רגישות כדי לאותת אובדן; ורוחב פס תדירות יותר (כלומר., קצב הדגימה) של הקלטות17. נעשה כראוי, שיטת ההקלטה קשור המתוארים כאן הוא מסוגל לספק איכות גבוהה ללא החפץ EEG, אק ג נתונים בו-זמנית, יחד עם וידאו המתאימים לניטור התנהגותית. נתונים אלה EEG ו א יכול אז, דן כדי לזהות עצבים, לב, או neurocardiac חריגות כגון פרכוסים, שינויים ב- EEG כוח הספקטרום, הולכה לב רחובות (כלומר., דילג פעימות הלב), ושינויים השתנות קצב הלב. כדי להדגים את היישום של השיטות כמותיים אא ג-א, אנו מציגים הניסוי דוגמה באמצעות פצצה Kcna1 (- / -.) העכבר. Kcna1 עכברים - / - חוסר ממותגת מתח Kv1.1 α-subunits, כתוצאה מכך התערוכה התקפים ספונטנית בתפקוד הלב, מוות בטרם עת, הפיכתם מודל אידיאלי עבור הערכה EEG-א בו זמנית של ברישול אפילפסיה-הקשורים neurocardiac לקוי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל ההליכים ניסיוני צריכה להתבצע בהתאם להנחיות של במכון הלאומי של בריאות (NIH), כפי שאושר על ידי המוסד שלך אכפת לי חיה מוסדיים שימוש הוועדה (IACUC). כלים כירורגיים העיקריים הדרושים עבור פרוטוקול זה מוצגים באיור1.
1. הכנת אלקטרודה השרשה
- מניחים את nanoconnector הנשי של 10 שקעים (כלומר, האלקטרודה; איור 2 א) לתוך מלחציים שולחן עם החוטים 10 פונה כלפי מעלה, את החוט השחור מקדימה בעזרת מלקחיים בסדר, מקפלים את החוט (שחור) הראשונה ימינה ואת החוט (tan) השנייה משמאל. לאחר מכן קפל כלפי מטה האדום, כתום, כחול, וסגול חוטים לסירוגין ימינה ושמאלה (איור 2B). . חתוך את החוטים צהוב, ירוק, לבן, אפור בבסיס של ההחזקה שלהם.
- כדי להכין את החוטים אק ג, להשתמש בסמן קבוע לעשות סימנים על החוט הסגול-~3.2 ס"מ ו ~3.5 ס"מ מבסיס של האלקטרודה ועל החוט הכחול-~2.2 ס"מ ו ~2.5 ס"מ (איור 2C). להסיר את האלקטרודה המלחציים ולחשוף את חוטים כסף בין האזורים המסומנים על ידי הפשטת הבידוד בצד אחד של הכבל עם להב סכין (איור דו-ממדי).
הערה: גירוד את החוטים צריך להיעשות תחת המיקרוסקופ. זהירות אמור לשמש על מנת להבטיח שחוטים כסף אינן פגומות כמו הבידוד הוא שרט משם. - המקום האלקטרודה בחזרה במלחציים. מוספית נייר-דבק דו צדדי הרכבה, חתוכים ל אורך ורוחב של האלקטרודה, לחלק העליון של חוטי החשמל באמצעות שכבה דקה של דבק מגע.
הערה: לפני והקפדה את הקלטת, להיות בטוח כי החוטים משקרים שטוח, בולט ישר בצדדים, ומעוות לא מעל אחד לשני. - חתוך את החוטים שישמש עבור EEG בזווית מעט בצורת V לאורך של 7-9 מ"מ, עם השיזוף ולחתוך חוטים שחורים הקצרה ביותר. לא חתך את החוטים שישמש עבור א (איור 2E).
- חבילת ולחטא האלקטרודה לשימוש מאוחר יותר.
2. הכנת את העכבר לניתוח
- שוקלים את העכבר. תזריק מנה 5 מ"ג/ק"ג של Carprofen subcutaneously (ש). עזים ומתנגד החיה עם זריקה בקרום הבטן (i.p.) של העכבר הרדמה קוקטייל המכיל קטמין (80 מ ג/ק ג), חריגות השירותים הווטרינריים (10 מ"ג/ק"ג), איזופרומאזין (1 מ ג/ק ג).
- ברגע העכבר הופך להיות מורדם, להחיל קו דק של וטרינרי משחה אופטלמולוגיות בכל עין. שימוש טרימר חשמלי, גילוח שני אזורים קטנים (~ 2 ס מ2) משני הצדדים של המטען של העכבר, המקביל שבו יהיה החוטים אק ג מושתלים (איור 3 א).
הערה: צריך להיות ממוקם באזור מגולח בצד ימין בעמדה כ דורסולטרלי מאחורי הזכות "בית השחי" של החיה. בצד שמאל, האזור המגולח צריך להיות ממוקם כיוון יותר ventrolateral לאורך הצד של בעלי חיים, אך כ-1 ס מ אחורי יותר מאשר האזור המגולח בצד ימין (איור 3 א). - להסיר את שיער החתוכים ולנקות בשני התחומים מגולח עם פתרון chlorhexidine.
3. הצמדת האלקטרודה את הגולגולת
- הנח את העכבר במצב שכיבה על הבמה של המיקרוסקופ ויבתר ואשר העומק נאותה של הרדמה בגלל היעדר רפלקס הבוהן-קורט.
הערה: השלבים 3.2 ל 5.6 צריך להיעשות בעזרת מיקרוסקופ. - מחזיק את הראש יציב בין האגודל לאצבע, הפרווה במרכז חלק הראש שבין האוזניים רק מאחורי העיניים באמצעות מקלון צמר גפן טבולים באלכוהול (איור 3B).
הערה: למרות הניתוח הזה צריך להיעשות עם הטכניקה aseptic, זה לא הליך סטרילי שכן לא יכול להיות מגולח הקרקפת חייב להיות מניפולציות בעכבר במהלך הניתוח. - באמצעות אזמל, עושים חתך ~ 1 ס"מ קו האמצע דרך הגולגולת בין הפרווה נפרדו מן רק מול האוזניים רק בין העיניים (איור 3C, יח).
- בעדינות בעזרת הצד של האזמל או של המוליך שקצהו כותנה, לגרד את קרום ריר על גבי הגולגולת עד העצם ניראה יבש.
- לקטוף את הפרווה מסביב להיקף של החתך ויוצרים גבול דק של העור קירח. הסר בזהירות לשום פרווה שנפל לתוך השדה כירורגית עם זוג מלקחיים. נגב את פני השטח של הגולגולת סטרילי שקצהו כותנה המוליך, הפעלת לחץ עדין למשך מספר שניות במידת הצורך.
- הופכים .4 מרק על הגולגולת עם סמן קבוע סטיריליים באתרים שבו יהיה נקבים קדח (איור 3E). . מקום שני סימני, אחד בכל צד של התפר המשונן והשתרשה עמוק בלבה bregma, כ 4 מ מ קדמי ו- 5 מ מ לרוחב כדי bregma (מעל החזיתית), החוטים הפניה של הקרקע. המקום עוד שני סימני, אחד בכל צד של התפר המשונן האחורי כדי bregma, כ-2 מ מ אחורי, 7 מ מ לרוחב כדי bregma (מעל parietotemporal cortex), שני החוטים EEG הקלטה.
הערה: זה לא ניתוח סטיאוטטי ולא המרחקים שניתנו הם הערכות אשר משתנה בהתאם לגודל העכבר. ודא כי החורים ממוקמים רחוק מספיק רוחבית להתאים בקלות את הבסיס של השתל אלקטרודה אשר להיות מוצמדת אל האמצע לאורך התפר המשונן (איור 3F). - באמצעות תרגיל מיקרו סטרילי, להפוך נקבים קטנים על כל סימן עם מקדחה 0.8 מ מ קוטר.
- הפעילו לחץ עדין בזמן קידוח כדי ליצור גומחות קטנות בכל אחד מסומן ספוט. לקדוח דרך הגולגולת מאת הפועמים של המקדחה כמו החור סיומו השלמה, להיות בטוח שלא להחיל מדי לחץ, אשר יכול להוביל חודר וגרימת נזק לרקמת המוח המשמשים כבסיס.
- לאחר כל החורים הם קדחו, לנגב האזור נקי עם המוליך שקצהו כותנה.
- לדבוק האלקטרודה לחלק העליון של הגולגולת, הסר את הנייר גיבוי מהקלטת דו-צדדית גובר על האלקטרודה. למרוח שכבה דקה של דבק מגע בקלטת. באמצעות זוג מלקחיים, הסר את האלקטרודה המלחציים. אוריינט זה כך שכל כשהמצביע לאורך התפר המשונן, החוטים EEG קצר יותר נמצאים rostral, החוטים אק ג יותר סימטרית.
- דבקים האלקטרודה לגולגולת על התפר המשונן בין החורים (איור 3F).
הערה: הגולגולת חייב להיות יבש לחלוטין עבור הדבק על האלקטרודה להישאר. יש להקפיד לא occlude נקבים בגולגולת עם אלקטרודה או דבק. - בקצרה, מחזיקים האלקטרודה במקומו כדי להבטיח הדבקות בגולגולת ולאפשר ואז הדבק לייבוש למשך 5-10 דקות.
- דבקים האלקטרודה לגולגולת על התפר המשונן בין החורים (איור 3F).
4. להשתיל את החוטים על אק ג
- לסובב את העכבר מעט על הצד השמאלי שלו תוך שמירת הראש זקוף. לקחת את החוט אק ג רב מצד שמאל ומתחו זה בצד של העכבר אל האזור המגולח בצד שמאל. דמיינו היכן ימוקמו על חוט חשוף ברגע זה מתבצע מינהור מתחת לעור.
הערה: לעיון, סימן קטן יכול להתבצע על העור עם סמן קבוע. - באמצעות אזמל, עושים חתך ~ 1 ס"מ בעור במיקום שבו ימוקמו החוט החשוף. בעוד אתה מחזיק את החתך פתוח עם מלקחיים לאדאמסון, להשתמש מלקחיים דומונט לשחרר את העור סביב החתך של רקמת החיבור שמתחת כדי ליצור כיס לחוט. החל ב אתר חתך בצד של החיה, מנהרה subcutaneously עם חתיכת צינור פוליאתילן סטרילי (זה הוכן על ידי חיתוך זה ~ 6 ס מ אורך עם בחוד החנית משופע) עד קצה משופע היציאות חתך שנעשה על הראש (< c0 > 4A דמות, ב').
- להאכיל את החוט אק ג דרך הצנרת באמצעות מלקחיים דומונט (איור 4C). בעת הסרת הצנרת, לאחוז את החוט אלקטרודה עם מלקחיים לאדאמסון עם יציאתו את החתך לרוחב. למשוך את החבל המתוח (איור 4D).
- לתקן את החוט אק ג במקום על-ידי תפירת אותו אל רקמות מתחת לעור עם ניילון 6-0 (איור 4E). בעזרת מלקחיים ומחזיקים המחט אולסן-Hegar, החל בתפר אחד של חוטים חשופים, תפר עוד לפני או אחרי החלק החשוף.
- . חתוך את החוט אלקטרודה כ 2-3 מ מ בעבר התפר האחרון, לקפל את הקצה לתוך הכיס של העור נוצר בעבר. תתאפס על שני הצדדים של החתך וסגור עם סרטון הפצע מיושם באמצעות Crile-עץ מחט מחזיקי (איור 4F).
- להפוך את העכבר כך האף מצביע לכיוון הנגדי. עם הראש עדיין במצב שכיבה זקוף, לסובב את העכבר מעט על צד שמאל שלו.
- חזור על השלבים שלעיל כדי למקם את החוט אק ג contralateral.
הערה: כדי לקרב. הפניה תצורת הקלטה II אק ג, א נכון תיל יוצבו מעט יותר הגבי ו הקדמי מאשר הכבל אק ג השמאלי, אשר צריכה להיות מעט יותר הגחון, אחורי.
5. להשתיל את החוטים של EEG
- שתל את החוטים של EEG, למקם העכבר במול במצב שכיבה, אפתח את החתך הקרקפת עם האגודל והאצבע ביד האחרת.
- עם מלקחיים, להסיר כל פרווה זה אולי היה יוצא מתחת לעור על ידי הצנרת. במידת הצורך, יבש הגולגולת שוב עם המוליך שקצהו כותנה. בעזרת מלקחיים דומונט, בזהירות לקצוץ, מסיר פסולת או קרישי דם עשוי הבאמת בתוך נקבים.
- החל מהחור ביותר הקדמי בצד אחד, לכופף את החוט זה הקרוב ביותר את החור כך זה ממוקם ישירות מעל החור, אבל עדיין לא מוכנס. לתפוס את הקצה התחתון של החוט ואאכיל אותו אופקית ככל האפשר לתוך החור עד ~ 2-3 מ מ של החוט הוא מתחת לגולגולת (איור 5A).
הערה: החוטים שאשקר אופקית בין הגולגולת לבין פני השטח של המוח. החוטים לא צריך לדקור את המוח. - בקצה של החוט מאובטח בתוך הבור, בעדינות מקפלים את החלק הנותר של הכבל כך זה שקרים שטוח לגולגולת.
- ממשיכים באותו אופן עם החוט אחורי באותו הצד. חזור על החוטים anterior ואת אחורי בצד השני (איור 5B).
הערה: תצורת תיל מסוכם ב איור 5C.
6. סגירת החתך הראש עם מלט שיניים
- מערבבים שתי כפות של אבקת polycarboxylate ~ 5 טיפות של נוזל polycarboxylate. מערבבים את התערובת עם קיסם כדי להכין עיסה עם צמיגות הרצוי.
הערה: והשלבים 6.2 ל 6.4 חייב להתבצע במהירות מאז הבטון שיניים מתייבש תוך 1 דקות לאחר ערבוב. - להרים טיפה גדול של מלט להדביק עם הקיסם ולהחיל אותו סביב הבסיס של האלקטרודה מתחיל הקליפה (איור 6A). המשך סביב האלקטרודה ומאפשר את הבטון לטפטף מעל הכבלים ויוצרים כובע סביב השתל (איור 6B).
- בעזרת מלקחיים דומונט, תעלה את הפרווה בקצוות של החתך מעל הכיפה מלט, הקש יחד, נזהר שלא להפריע את החוטים מושתל מתחת. לחץ הפרווה למעלה לתוך הבטון כדי לעזור עם סגירה.
- חותם את החיתוך בין העיניים על ידי מליטה את הפרווה עם הבטון שיניים (איור 6C).
7. סיוע ההחלמה שלאחר הניתוח
- הנח את העכבר בכלוב ריק על משטח חום מחזורי. לפקח על העכבר עד שהיא תשוב להכרה יכול לשמור על recumbency בחזה ובצלעות.
- . Post-surgically, הבית העכבר בנפרד בתוך כלוב באוכל שלהן, ג'ל לחות להניח על רצפת הכלוב. למעלה את הכלוב עם מכסה מיקרו-isolator.
- ב- 24 שעות לאחר הניתוח, להזריק (ש) העכבר עם 5 מ"ג/ק"ג Carprofen.
- לאפשר ≥ 48 שעות של ההחלמה שלאחר הניתוח לפני הקלטה.
8. הקלטת אותות EEG-אק ג עכבר עגינה
- בעקבות התאוששות, להעביר את העכבר מושתל חדר הקלטה עם קירות שקופים כדי להקל על ניטור וידאו. על הקשר (קרי, "מחבר") העכבר (איור 7 א), בעדינות אך בתקיפות והחזק את העכבר ביד אחת תוך שימוש מצד להכניס את nanoconnector 10 פינים (זכר) עם מדריך פוסט שאדני העמודים של השתל אלקטרודות EEG-א (נשים) על הראש של העכבר.
- לאבטח את החיווט מעל התא באמצעות מוט תמיכה, ודא שיש מספיק מרווח בתוך הגדר להתיר את העכבר כדי להזיז בחופשיות אבל לא כל כך כי החיווט גורר הרצפה של החדר.
- לחבר את החיווט מ- nanoconnector 10 פינים האות המחובר למחשב רכישה ממשק יחידה עם הקלטת כפי שהיא מתוארת באיור 7 בוידאו המסונכרנים.
- הגדר את שיעורי דגימה עבור ההקלטה להיות ≥ KHz 2 א ו ≥ 500 הרץ למשך EEG (קרי, לפחות פעמיים תדירות זה מעוניינת ללמוד).
- לצפייה מיטבית של עקבות אות, החלת המסננים הבאים כפי שנעשה בעבר18: מסנן דרגה 60-הרץ עבור כל הנתונים מסנן מעבר גבוה הלהקה 75-הרץ נמוך - ו 0.3-הרץ עבור EEG, מסנן מעבר גבוה 3-הרץ עבור אק ג.
- להקליט וידאו בו זמנית, EEG-א (איור 7C) ולשמור את הנתונים סרוקים עבור ניתוחים במצב לא מקוון עם תוכנת עיבוד האות.
- ברגע ההקלטות הושלמו, בזהירות שחרר את העכבר, להחזיר אותו לכלוב שלה הביתה.
9. ניתוח הקלטות EEG
- לבצע ניתוח כימות התקף.
- מבחינה ויזואלית לבחון את ההקלטה EEG כולו באופן ידני לזהות התקף פרקים, כהגדרתו במודל זה גבוה-משרעת (לפחות שתי פעמים הבסיס), קצבית הפרשות electrographic שנמשך גדול מ- 5 s (איור 8A). בדוק את הווידאו המתאים הפרכוס electrographic לזהות התנהגויות הקשורות התקף.
- כדי לחשב בתדירות ההתקפים (התקפים/h), לחלק את מספר התקפים על ידי המספר הכולל של שעות הקלטה.
- לחישוב משך ההתקף, למדוד את הזמן שחלף בין תחילת ההתקף electrographic עד הפסקת עולה (איור 8A).
- כדי לחשב את הנטל ההתקף, הגדרת משך הזמן בילה התקף לשעה, לסכם את המשכים פרכוס ולחלק לפי השעות הכולל הקלטה.
- לבצע ניתוח ספקטרלי כוח של EEG קדם ו- התקפי.
- בחר 30-דקות (או את משך הזמן הרצוי אחרים) פלח פרי-התקפי. נתוני EEG הממוקד סביב הפרק פרכוס להיבדק. לייצא את הנתונים הגולמיים (עם הגדרות המסנן הוסר) קובץ נתוני ASCII או כמה אחרים קובץ מסוג תואם עם כוח ספקטרום תוכנה.
- המר את קובץ ASCII לקובץ טקסט בעזרת יישום עורך טקסט פשוט.
- פתח את קובץ הטקסט שנוצר מקטע EEG כוח ספקטרום תוכנה ולציין את ההגדרות הבאות: "התעלם שאינו מספרי שורות"; "פסיק כמפריד נתונים"; קצב הדגימה של ברירת המחדל 1000 הרץ.
- לאחר האות EEG מופיע בתוכנה ספקטרום כוח בערוץ המתאים שלה, לחץ על התפריט הנפתח ערוץ ובחר "סינון דיגיטלי". להחיל מסננים דיגיטלי הלהקה לעבור המייצגים התדרים הרצוי כדי להיות מנותח.
- פתח "ספקטרום התצוגה" מהחלונית ' תפריט ', בחרו בערוץ התצוגה EEG המתאים כדי להיות מנותח ולאחר מכן לחץ על "הגדרות". תחת "הגדרות", לציין את הפרמטרים הבאים עבור spectrogram ולחץ על "סגור" כדי ליצור את spectrogram (איור 8C): FFT גודל: 8192, חלון נתונים: וולש, חלון חפיפה: 93.75%, מצב תצוגה: כוח צפיפות, צבעים Spectrogram: קשת, לא. צבעים: 64, PSD בממוצע: 1, רכיב התדר הסר אפס: בדק כמו ". על".
- להתאים את סולם ערכי צבע מוחלטים לפי הצורך עבור ויזואליזציה אופטימלית של spectrogram.
- פתח את "מנהל ניתוח" מהחלונית ' תפריט '. לחץ על "+ ניתוח חדש" כדי ליצור שני ניתוחים (ניתוח 1 ו- 2 ניתוח), אשר יתאים את המקטעים EEG קדם ו- התקפי. כדי להיות מנותח. ציין את הרצוי וקטעים טרום-התקפי. spectrogram ולשייך אותם ניתוח 1 ו- 2 ניתוח, בהתאמה.
הערה: הנתונים EEG היחידה ללא רעש, חפצים להתייחס ויש תקופות של ההקלטות EEG בחפצים משמעותיים להסירם מניתוח. - לאחר ניתוח הקטעים נוצרו, תפתח "תצוגת לוח נתונים" בחלונית ' תפריט '. לחץ על הערוץ EEG המתאים כדי לפתוח את תפריט "נתונים Pad עמודה להגדרת" על הערוץ הזה.
- ב- "נתונים Pad להגדרת הטור," בחרו באפשרות של "קשת" ולאחר מכן בחר "אחוז כוח מוחלט."
- בכיוונון"נתונים Pad עמודה," לחץ על 'אפשרויות' וציין את טווח תדר להיבדק. לחץ על "OK" ב- "האפשרויות Pad נתונים ספקטרום" וב -"נתונים Pad בעמודה הגדרת" ולאחר הכוח באחוזים (%) עבור הלהקה תדר מסוים יופיעו בתצוגת משטח הנתונים עבור המקטע שנבחר ניתוח (קרי, ניתוח 1 או 2 ניתוח) כפי שצוין " ניתוח מנהל. "
הערה: % כוח, או יחסי כוח, של כל הלהקה מבוטא כאחוז מתוך כוח ספקטרלי סה כ טווח תדר מסוים. - חזור על השלב הקודם עבור כל הלהקה תדר להיות מנותח.
הערה: שימוש תכוף טווחים של הלהקות חמש EEG הראשית בתדירות כוללים18: אלפא-band = 0.5-3 הרץ, - הלהקה = 3.5-7 הרץ, α-band = 8-12 הרץ, β-band = 13-20 Hz, וγ-band = 21-50 הרץ.
10. ניתוח הקלטות אק ג
- לכמת פעימות הלב שהמערכת דילגה עליהם.
- מבחינה ויזואלית לבחון את ההקלטה אק ג כולו באופן ידני לזהות פעימות הלב שהמערכת דילגה עליהם, כהגדרתו של התמשכות מרווח RR שווה מרווח ≥ פי 1.5 הקודם R-R, אשר מזוהה לעתים קרובות עם ללא שנערך P-הגל הראשון atrioventricular בלוק בהולכה (איור 9 א).
- כדי לחשב את התדירות של פעימות הלב שהמערכת דילגה עליהם לשעה, לחלק את המספר הכולל של המערכת דילגה על פעימות במהלך הפגישה הקלטה לפי משך הזמן הכולל של שעות הקלטה.
- לבצע ניתוח השתנות (HRV) קצב הלב.
- בהתוכנה רכישת נתונים, לשנות הגדרות הרישום כדי אפוק 1 עבור הערוץ אק ג. ליצור קטעים מנתח ההקלטות אק ג: א 5-מין אחד לפלח כל 3 שעות במהלך תקופת האור-שלב 12 שעות, עבור סכום כולל של 4 מקטעים.
הערה: ההקלטות אק ג שנבחר עבור ניתוח צריך להיות בתקופות כאשר החיה הוא נייח, הנתונים הינה חופשית של התנועה חפצים. - צור גיליון אלקטרוני ערכי מרווח R-R מ א שנותחה שנבחר קטעים על ידי לחיצה על "להציל נתונים נגזרים שנותחה" סקור את הגיליון האלקטרוני עבור נתונים חסרים או נתונים שגויים והסר כל ערכים מספריים אחרים מלבד נתונים מרווח R-R. שמור גיליון אלקטרוני ששונה זה כקובץ טקסט, בחירה באפשרות של "מופרד באמצעות טאבים."
- לפתוח את קובץ הטקסט כקובץ ASCII מותאם אישית בתוכנה HRV, ציון האפשרויות: המספר הבא של שורות הכותרת: 0, העמודה מפריד: כרטיסיה / שטח, סוג נתונים: RR, עמודת הנתונים: יחידות נתונים 1,: ms, ועמודה אינדקס של זמן: אף אחד.
- במקטע העדפות של התפריט, הגדר את האפשרויות כפי שיפורט להלן.
- הגדר אפשרויות ניתוח כאמור. מרווח R-R detrending, שיטת detrending: smoothn הרשעות קודמות, החלקת פרמטר: 500, HRV תדירות להקות19, תדירות נמוכה מאוד: 0-0.15 Hz, בתדר נמוך: 0.15-1.5 הרץ, בתדירות גבוהה: 1.5-5 הרץ
- קבע את הגדרות מתקדמות כאמור. אפשרויות שערוך ספקטרום, סדרת אינטרפולציה של RR: 20 הרץ, נקודות בתחום התדר: 500 נקודות/הרץ, ספקטרום FFT בשיטות Welchs periodogram, רוחב חלון: מידה 32 ולאחר החפיפה חלון: 50%
- הפעל את הניתוח HRV כדי להפיק זמן תחום ניתוח ערכים מתכוון RR, STD RR (קרי: SDNN), RMSSD, תדירות תחום ניתוח ערכי HF כוח, אם הכוח של היחס בין אם/HF כוח. אם תרצה, לשמור את התוצאות כקובץ PDF.
- בהתוכנה רכישת נתונים, לשנות הגדרות הרישום כדי אפוק 1 עבור הערוץ אק ג. ליצור קטעים מנתח ההקלטות אק ג: א 5-מין אחד לפלח כל 3 שעות במהלך תקופת האור-שלב 12 שעות, עבור סכום כולל של 4 מקטעים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
כדי להדגים כיצד לנתח את הנתונים מתוך הקלטות EEG-א לזהות חריגות neurocardiac, התוצאות יוצגו עבור הקלטה EEG-אק ג 24 שעות ביממה Kcna1–/– העכבר (בן חודשיים). אלה חיות, אשר מתוכננים חוסר ממותגת מתח Kv1.1 α-subunits מקודדת על ידי הגן Kcna1 , הם מודל גנטי, בשימוש תכוף של אפילפסיה מאז שהם מייצגים את תחילת פעילות אמינים ותכופים תפיסה clonic כללית כ 2-3 שבועות של גיל20. בנוסף להתקפים ספונטנית, Kcna1–/– עכברים מוצג גם מוות בטרם עת חופף עם תחילתה של מחלת הנפילה, כמו גם interictal והתקף-הקשורים בתפקוד הלב21, 22. לכן, Kcna1–/– עכברים משמשים גם כדי לחקור את התהליכים הקשורים pathophysiological פוטנציאליים שבבסיס פתאומי בלתי צפוי מוות אפילפסיה (SUDEP), הגורם המוביל של אפילפסיה הקשורות התמותה, אשר האמינו לערב הקשורות ההתקף כך מעצר על ידי, עדיין, ממעטים להבין מנגנונים23.
בניסוי זה, הראה המרכיב EEG של ההקלטות של Kcna1–/– העכבר ויהיו ספונטנית בתדירות גבוהה, אשר בדרך כלל הם נצפו כמו ספייק גדול הראשונית-תחילת ההתקף ואחריו מתח קצר דיכאון, בתהליכי שינוי משרעת גבוהה עולה, המסתיים פרץ דיכוי דפוסים (איור 8A). באמצעות הווידאו המוקלט בו זמנית, לעווית electrographic נמצאו חופפים עם פרכוס דמוי התנהגויות, המאופיינת קלונוס לגידול, forelimb שהתפתחו לאחר מכן עוויתות טוניק-clonic גוף מלא. ראוי לציין, אחד היתרונות העיקריים של EEG הוא היכולת לזהות "שקט" ויהיו electrographic אינם משויכים התנהגויות ברור, כלומר שהם יהיו חסרים על ידי צופה הבקיע התקפים בהתבסס על התנהגות בלבד. כימות של התקף שכיחות ב הזה מסוים Kcna1–/– העכבר חשף 15 התקפים בתקופת הקלטת 24 שעות ביממה (איור 8 ב'). משך הזמן של התקפים אלה בממוצע ~ 60 s, החל כ 15-105 s (איור 8 ב'). כדי להדגים יחסי כוח ספקטרלי ניתוח צפיפות של תקופת טרום ו- התקפי, התקף של 80-s משך נבחר להערכה באמצעות התוכנה ספקטרום כוח ועורר spectrogram פרי-התקפי (איור 8C). הכוח-התקפי ספקטרלי היחסי של הלהקה תדירות דלתא הוגדל על ידי ~ 50% בהשוואה לקו הבסיס התקפי. מראש (איור 8D). בנוסף, הכוח היחסי-התקפי של גבוה יותר תדירות EEG להקות אחרות מוצגים ירידות המקביל לעומת התקופה מראש התקפי (איור 8D). הגדלת כוח דלתא-התקפי של ירידות-התקפי. כוחו של להקות אחרות הם מעידה על EEG מאט, מאפיין של התקפים ארוכים, חמור זה דגם18.
ניתוח הרכיב אק ג של ההקלטה של Kcna1–/– העכבר, מספר פעימות הלב שהמערכת דילגה עליהם interictal ידנית נספר כמתואר לעיל. התדירות של פעימות הלב שהמערכת דילגה עליהם בזו Kcna1–/– העכבר היה 5.84/h (טבלה 1), אשר הוא > 5-fold עלייה לעומת עכברים WT שלנו18,הקודם מחקרים21. בא של Kcna1–/– עכברים, פעימות הלב שהמערכת דילגה עליהם לעתים קרובות להפגין גל P לא ואחריו QRS מורכבים, כפי שמוצג באיור 9A, המציין של atrioventricular (AV) הולכה בלוק21. לאחר מכן, באמצעות התוכנה HRV, HRV נותחו כדי לספק את מידת ההשפעה של מערכת העצבים האוטונומית על תפקוד הלב אצל החיה הזאת. הצעדים הבאים של תחום הזמן של HRV חושבו עבור Kcna1–/– העכבר: סטיית תקן של המרווחים מקצב-אל (SDNN), אשר הוא אינדקס של השתנות אוטונומי מוחלט; את שורש ממוצע הריבועים של מקצב-כדי רצופים הבדלים (RMSSD), אשר הוא אינדקס של הטון הפארא-סימפתטי. 24 שימוש האות רכישה שנוצרו על-ידי תוכנת R-R מרווח בערכים על Kcna1–/– העכבר (איור 9B), התוכנה HRV לחשב את קצב הלב של 737 פעימות לדקה (טבלה 1) , בדומה WT עכברים מחקרים קודמים שלנו18. להיות 2.4 ms ו- 3.2 ms, חושבו הערכים SDNN ו- RMSSD בהתאמה (טבלה 1), אשר הם על 2 - ל 3 פי גבוה יותר מאשר עכבר WT נורמלי18. הפעם מוגברות מודד HRV התחום הזה Kcna1–/– העכבר מצביעים על הטון הפארא-סימפתטי מוגבר, מציעה שליטה אוטונומי לא תקין של הלב. בשלב הבא, השתמשנו HRV תוכנה לחישוב הערכים הבאים של HRV בתחום התדר, אשר מסוכמות בטבלה 1: אחוז חשמל בתדר נמוך (LF); האחוז כוח בתדירות גבוהה (HF); היחס בין אם/HF. הרכיבים HF נחשבים כדי לשקף אפנון הפארא-סימפתטי, ואילו הרכיבים אם הם חשבו כך שישקף שילוב של אוהדת הפארא-סימפתטי השפעות25. היחס בין אם/HF משמש כדי ללכוד את האיזון היחסי של פעילות הפארא-סימפתטי ואוהד.
לבסוף, בנוסף שתנבע מדדים כמותיים של תפקוד עצבי, לב, ההקלטות EEG-א ניתן גם לנתח איכותית עבור קשר הגומלין טמפורלית בין ליקויים EEG ו א לזהות פוטנציאל בתפקוד neurocardiac , כפי שנעשה בעבר21,26. לדוגמה, בעת התקפים או הפרשות אפילפטית interictal מזוהים בא. ג, א המתאים יכול לחפש מומים לבביים, כגון הולכה בלוקים או הפרעות בקצב הלב, זה עשוי להיות עורר על ידי פעילות המוח אפילפסיה. ב- Kcna1–/– עכברים, התקפים לעורר לפעמים איטי או קליני זה יכול להתקדם lethality21,22. במודל אפילפסיה אחר, Kcnq1 מוטציה העכבר, הולכה בלוקים על asystoles להתרחש במקביל interictal הפרשות EEG, רומז שהם תוצאה של neurocardiac פתולוגית הגומלין26. לפיכך, הקלטות סימולטני של EEG ו א לספק תמונה שלמה יותר של האינטראקציה בין המוח והלב, אשר היא חשובה במיוחד אפילפסיה מאז התקפים יכולים לעורר קטלני בתפקוד הלב.
איור 1. כלי ניתוח לצורך ההליך. להב כירורגי (1) #15; (2) אזמל handle #3; מלקחיים לאדאמסון (3) ; (4) אולסן-Hegar המחט; (5) בסדר מספריים; מלקחיים דומונט #7 (6) ; (7) מישל פצע קליפים; (8) Crile עץ המחט; התרגיל מיקרו (9) עם קצת 0.8 מ מ; קוצץ חשמלי (10) . אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 2. הכנת האלקטרודה ההשתלה. (א) דוגמה nanoconnector הנשי 10 שקעים (קרי, האלקטרודה). (B) האלקטרודה במלחציים שולחן עם החוטים כדי להיות מושתל EEG ו א מקופלים למטה. הצבעים תיל מצוינים. החוטים הנותרים, אשר הם הצביע כלפי מעלה, ייכרת. שיבוץ מראה תצוגה מוגדלת החוטים שיוצאים האלקטרודה. (ג) מסמן את החוט הכחול אק ג כדי לציין היכן להתפשט הבידוד. (ד) באמצעות להב סכין כדי להתפשט הבידוד תיל חושף את חוטים כסף פנימה. (ה) התצורה הסופית של האלקטרודה מוכן, מציג את גלי המוח החתוך חוטים, החוטים אק ג הפשיטו עם קלטת הרכבה דבקה העליון. שיבוץ מראה תצוגה מוגדלת של הקלטת הרכבה, את החוטים שיוצאים האלקטרודה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3. מצורף כירורגי של האלקטרודה בגולגולת. (א) דוגמה של עכבר עם הצדדים מגולח (שצוין על-ידי חצים) עבור אק ג תיל השרשה. (B) פרידה של הפרווה בין העיניים והאוזניים להפוך נתיב על החתך. (ג) באמצעות אזמל עושים חתך בקרקפת. (ד) החתך בקרקפת. (ה) דוגמה הסימנים ארבע על הגולגולת נהגה לציין אתרים התרגיל. השמה (F) של האלקטרודה על הגולגולת לאחר קידוח נקבים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 4. מינהור ואת השרשת החוטים אק ג. (א) דוגמה צינור פוליאתילן יש כבר לחתוך כ 6 ס מ, משופע בקצה אחד כדי להקל על מנהרות תת עורית. (B) למנהור תואצותה צינור פוליאתילן שמתחילים בהחתך לרוחב. (ג) האכלה החוט אק ג האלקטרודה על הראש דרך הצינורית. (ד) למשוך את החוט מתוח לאחר הסרת את הצינור. (ה) החלה בתפר על החלק החשוף uninsulated של חוט אק ג כדי להחזיקו במקום על הרקמה הבסיסית. (נ) סגירת החתך בצד עם סרטון הפצע. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 5. להשתיל את החוטים EEG. (א) האוחז את החוט האדום EEG ולהאכיל אותו אופקית לתוך החור burr בגולגולת, המיקום הבא של השחור קרקע תיל. (B) בתצורה האחרונה של nanoconnector, חוטים בעקבות ההשתלה. (ג) מראה סכימטי השמה של EEG דו צדדיים, אק ג חוטים, כמו גם התייחסות (שופט) וחוטי הקרקע (GND). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 6. סגירת החתך הראשי. (א) היישום של מלט שיניים מסביב לבסיס של האלקטרודה מתחיל הקליפה וחיש rostrally. (B) דוגמה הכיפה מלט שיניים המקיפים את כל nanoconnector ואת חוטים, מייד לפני סגירה סופית של החתך. (ג) דוגמה של החתך אטום הסופי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 7. הקלטה של אותות וידאו EEG-א. (א) דוגמה של עכבר רתום במהלך ההקלטה. מפרטים טכניים (B) מציג את התצורה ציוד עבור מערכת ויוו הקלטת וידאו-EEG-אק ג עגינה. החיווט של nanoconnector הגברי 10 פינים, שתקוע nanoconnector הנשי מושתל על הגולגולת, מולחמים כבלים נקבה 1.5 מ מ אשר מחוברים לממשק 12 ערוצים מבודדים ביו-פוטנציאל פוד. המיכל הזה מקושר ואז באמצעות כבל טורי קישור למודול תקשורת דיגיטלית (DCOM), שדרכה מועבר דיגיטציה נתונים אות רכישה ממשק יחידה (ACQ) מחובר למחשב שולחני עם הנתונים רכישת תוכנה. וידאו בו זמנית גם נרכש באמצעות מצלמת וידאו ברשת ממוקם מחוץ ובצמוד לכלוב. המצלמה מקושר למחשב באמצעות כוח מעל מתג חכמות Ethernet. (ג) נציג עקבות של EEG אופייני אק ג אות נתונים עם המסננים הבאים מוחלים: 60-הרץ חריץ, מסננים הלהקה מעבר גבוה נמוך - ו 0.3-הרץ 75-הרץ עבור EEG; ומסנן 3-הרץ מעבר גבוה עבור אק ג. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 8. ניתוח של אותות אא ג. (א) EEG מעקב מציג התקף ספונטנית נציג ב Kcna1–/– עכבר. (B) חלקת משכי זמן של כל התקף ציין במהלך 24 שעות ביממה להקלטות ב Kcna1–/– עכבר. הסורגים תואמות הממוצע ± סטיית התקן. (ג) spectrogram פרי-התקפי. מציג את צפיפות frequency וכוח לפני, במהלך, ואחרי ההתקף נציג. (ד) השוואה של הכוח היחסי בכל תחום תדרי EEG בתקופות שלפני ו- התקפי חושף עלייה בכוח דלתא יחסית והוא פוחת על תטא, אלפא, בטא, גמא חשמל. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 9. ניתוח של אותות אק ג. (א) סימן מדגם א מ Kcna1–/– עכבר מציג את קצב סינוס תקין הקודם של בלוק בהולכה atrioventricular, הבאה לידי ביטוי כמו גל P לא ואחריו QRS מורכבים. גל P, קומפלקס QRS, מרווח R-R מסומנות לעיון. (B) מגרש נציג של סדרות מרווח R-R המתקבל ההקלטה של אק ג Kcna1–/– עכבר מציג את תנודות הזמן בין פעימות. הקו האדום מציגה תדירות נמוכה רכיבים מגמה מוסרים מתוך הסדרה מרווח R-R בעקבות detrending. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
| המערכת דילגה על פעימות הלב / שעה | השתנות קצב הלב (HRV) | |||||
| ובזמן תחום | תחום תדר | |||||
| HR | SDNN | RMSSD | אם | HF | יחס אם/HF | |
| (פעימות לדקה) | (ms) | (ms) | (%) | (%) | ||
| 5.84 | 736.8 | 2.4 | 3.2 | 52.27 | 46.38 | 1.127 |
טבלה 1- כימות של המערכת דילגה על לב פועם, קצב הלב (HR), ואת השתנות קצב הלב (HRV) ב Kcna1–/– עכבר. הצעדים הבאים של תחום הזמן של HRV ניתנות: סטיית התקן של מרווחי זמן מקצב-אל (SDNN), שורש ממוצע הריבועים של מקצב-כדי רצופים הבדלים (RMSSD). בתחום התדר, מוצגים בצעדים HRV הבאים: אחוז חשמל בתדר נמוך (אם %); אחוז כוח בתדירות גבוהה (HF %); ואת היחס של תדר נמוך כוח לשלטון בתדירות גבוהה (יחס אם/HF).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
כדי להשיג הקלטות EEG-א באיכות גבוהה ללא ממצאים, בכל אמצעי זהירות יש לנקוט כדי למנוע השפלה או התרופפות של אלקטרודה מושתל, חוטים. שתל ראש EEG הופך רפוי, אנשי הקשר חוט עם המוח תגרע המוביל אות ירד amplitudes. שתלים רופף או אנשי קשר חוט המסכן יכול גם לגרום עיוות של האותות החשמליים, החדרת חפצים תנועה ורעש רקע ההקלטות. למניעת התרופפות פוטנציאלי של השתל ראש, החל כמות נדיבה של מלט שיניים מסביב לבסיס של השתל בעת סגירת החתך הקרקפת על מנת להבטיח חוזק מקסימלי והצמדות. כדאי גם לשים לב כדי להבטיח הסרה מלאה של פרווה של הגולגולת, מאז שאריות פרווה יכול לגרום לדלקת לאחר ניתוח המובילים כדי נפיחות סביב השתל, מוקדמת שתל ניתוק. במשך הזמן, השתלים ראש יש הפוטנציאל לשחרר עקב הלחץ הקשורים חוזרות חיבור ועל ניתוק של החיה. לכן, אם הדבר אפשרי, לנסות לצמצם את מספר פעמים שהחיה היא מחובר/מנותק על ידי ביצוע הקלטות משך זמן יחיד במקום מספר הקלטות משך זמן קצר. מקור פוטנציאלי נוסף של השתל postsurgical נזק ופגיעה בבעלי חיים הבאים הוא מגע פיזי בין השתל את wiretop בכלוב בבית של החיה. כדי לבטל את הצורך wiretops, מזון כדורי, ג'ל לחות ניתן להניח על רצפת הכלוב. בסופו של דבר, כדי לשמור על שלמות ללידים אק ג, טיפול של בעל החיים צריך להיות ממוזער, במיוחד לאורך הצד של הגוף שבו לפעול החוטים אק ג.
בנוסף כדי השפלה של אנשי קשר של השתל או חוט, סיבוך נוסף פוטנציאלי של תצורה קשור הקלטה היא האפשרות של החיה התנתקות (קרי, מנותק או מציפייה) במהלך ניסוי. המוביל לאותת הפסד. ניתוק יכול להיות בעייתי במיוחד עבור עכברים חווים התקפים מעוויתות קשות עם פועל, משתקף. כדי לצמצם את הסבירות של העכבר התנתקות, למטב את כמות המרווח ב- הכבל תיל. אורך החוט הכי טוב הוא בדרך כלל איזון בין אספקת מתח מספיק מרווח לבעל החיים לחקור את כל הפינות של הכלוב, אבל לא כל כך קטנה שיש אין צורך בחוטים זה יכול לקדם את הניתוק. בקביעת אורך החוט אופטימלית, לוודא שאין כל כך הרבה מרווח העכבר יכול ללעוס בקלות על החבל, אשר יכול להוביל לאובדן אות אם הכבל שבור. באמצעות אלקטרודה nanoconnector שתלים לפחות 10-חוטים (קרי, זוגות 10 פינים/שקעים) חשוב גם למתן יציבות נוספת לקשר רתום, כמו nanoconnectors עם פחות מ- 10-חוטים נוטים שחרר בתדירות גבוהה יותר. כדי לצמצם עוד יותר את הסיכוי של החיה התנתקות, פרוטוקול זה יכול בקלות להיות שונה על-ידי חיבור חוטי החשמל מהראש של העכבר קומוטטור מומנט נמוך מעל לחדר ההקלטה. מחלף עובד על ידי סיבוב כפי העכבר נע להקל על הצטברות של זן הפיתוליות בתוך הגדר, ובכך מונע את העכבר ניתוק.
כוח גדול של הפרוטוקול וידאו-EEG-א קשור הוא היכולת לשנות את שיטת עבור יישומים נוספים. כפי שמתואר כאן, רק שש החוטים אלקטרודה עשר זמין מנוצלים. עם זאת, גם יכול להיות מושתלים ארבעת החוטים הנותרים כמו אא ארבעה נוספים מוביל כדי לספק יותר והרזולוציה המרחבית של פעילות המוח. לחלופין, שני החוטים משומש יכול להיות sutured לתוך השרירים בצוואר כדי להקליט את electromyogram (EMG), אשר מספק מידה של פעילות שרירים אשר בשילוב עם EEG חשובה לקביעת מצב sleep/wake. עוד שינוי אפשרי יהיה להקליט את החיה בתוך תא plethysmography לכל הגוף ששונתה כדי להכיל את הכבל תיל. Plethysmography, הלחץ קטן שינויים הקשורים עם השראה, תפוגה מומרים ואת הנשימה. לכן, על ידי שילוב plethysmography, זה אפשרי מבחינה טכנית להשיג הקלטה בו זמנית של וידאו, EEG, אק ג, EMG, נשימה, אשר מייצגים של הבדיקה של פעילויות התנהגות המוח, לב, שרירים, ו ריאות. מקיף ויוו פיזיולוגיים הקלטות כאלו הם כמעט בלתי אפשרי, הטלמטריה מערכות של היום שהופך את הגישה קשור המתוארים כאן כלי רב עוצמה במיוחד עבור החקירה בו זמנית של מספר biosignals בעכברים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי אזרחים מאוחדים לחקר מחלת הנפילה (גרנט מספר 35489); מכוני הבריאות הלאומיים (להעניק מספרים R01NS100954, R01NS099188); מלגת פוסט-דוקטורט של מלקולם פייסט לואיזיאנה סטייט האוניברסיטה למדעי הבריאות מרכז.
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 |
References
- Fisch, B. J. Fisch and Spehlmann's EEG Primer. , Elsevier. Amsterdam, Netherlands. (1999).
- Constant, I., Sabourdin, N. The EEG signal: a window on the cortical brain activity. Paediatr. Anaesth. 22 (6), 539-552 (2012).
- Mendez, O. E., Brenner, R. P. Increasing the yield of EEG. J. Clin. Neurophysiol. 23 (4), 282-293 (2006).
- 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).
- Bauer, G., Trinka, E. Nonconvulsive status epilepticus and coma. Epilepsia. 51 (2), 177-190 (2010).
- Hughes, J. R. Absence seizures: a review of recent reports with new concepts. Epilepsy Behav. 15 (4), 404-412 (2009).
- 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).
- 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).
- Kennett, R. Modern electroencephalography. J. Neurol. 259 (4), 783-789 (2012).
- Thaler, M. S. The Only EKG Book You'll Ever Need. , Lippincott Williams & Wilkins. (2012).
- Becker, D. E. Fundamentals of electrocardiography interpretation. Anesth. Prog. 53 (2), quiz 64 53-63 (2006).
- 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).
- Bardai, A., et al. Epilepsy is a risk factor for sudden cardiac arrest in the general population. PloS One. 7 (8), e42749 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- Bertram, E. H. Monitoring for Seizures in Rodents. Models of Seizures and Epilepsy. , Academic Press. 97-109 (2017).
- 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).
- 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).
- Smart, S. L., et al. Deletion of the K(V)1.1 potassium channel causes epilepsy in mice. Neuron. 20 (4), 809-819 (1998).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
