यहाँ, हम एक साथ वीडियो, electroencephalography (ईईजी), और जी॰ (ईसीजी) का उपयोग चूहों में मस्तिष्क और हृदय जैव संकेतों को रिकॉर्ड करने के लिए एक प्रोटोकॉल मौजूद. हम भी दौरे के लिए परिणामी ईईजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग, ईईजी वर्णक्रमीय शक्ति, कार्डियक फंक्शन, और हृदय की दर परिवर्तनशीलता का विश्लेषण करने के लिए तरीकों का वर्णन ।
मिर्गी में बरामदगी हृदय गति में परिवर्तन, आचरण ब्लॉक, asystoles, और अतालता, जो संभवतः मिर्गी (SUDEP) में अचानक अप्रत्याशित मौत का खतरा बढ़ सकता है के रूप में कार्डियक लय गड़बड़ी पैदा कर सकते हैं । Electroencephalography (ईईजी) और जी॰ (ईसीजी) व्यापक रूप से रोगियों में असामान्य मस्तिष्क और हृदय लय के लिए निगरानी करने के लिए नैदानिक नैदानिक उपकरणों का इस्तेमाल कर रहे हैं. यहां, एक तकनीक के साथ ही वीडियो रिकॉर्ड करने के लिए, ईईजी, और चूहों में ईसीजी व्यवहार, मस्तिष्क, और हृदय की गतिविधियों को मापने के लिए क्रमशः, वर्णन किया गया है । यहां वर्णित तकनीक का इस्तेमाल एक सीमित (यानी, वायर्ड) रिकॉर्डिंग विंयास जिसमें माउस के सिर पर प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड मुश्किल है-रिकॉर्डिंग उपकरण के लिए तार । वायरलेस टेलीमेट्री रिकॉर्डिंग प्रणालियों की तुलना में, सीमित व्यवस्था ईईजी या अन्य क्षमता रिकॉर्डिंग के लिए चैनलों की एक बड़ी संभव संख्या के रूप में कई तकनीकी लाभ के पास; कम इलेक्ट्रोड लागत; और अधिक आवृत्ति बैंडविड्थ (यानी, नमूना दर) रिकॉर्डिंग की । इस तकनीक की मूल बातें भी आसानी से इस तरह के electromyography (ईएमजी) या मांसपेशियों और श्वसन गतिविधि के आकलन के लिए plethysmography के रूप में अंय, rerecordings, क्रमशः समायोजित संशोधित किया जा सकता है । कैसे ईईजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग प्रदर्शन करने के लिए का वर्णन करने के अलावा, हम भी विस्तार तरीके से बरामदगी के लिए परिणामी डेटा, ईईजी वर्णक्रमीय शक्ति, हृदय समारोह, और हृदय की दर परिवर्तनशीलता, जो हम एक उदाहरण के साथ एक माउस का उपयोग कर प्रयोग में प्रदर्शित करता है मिर्गी के कारण Kcna1 जीन विलोपन. Video-ईईजी-माउस में ईसीजी मॉनिटरिंग मिर्गी या अन्य स्नायविक रोग के मॉडल मस्तिष्क, हृदय, या मस्तिष्क के स्तर पर हृदय बातचीत में शिथिलता की पहचान करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है.
Electroencephalography (ईईजी) और जी॰ (ईसीजी) क्रमशः vivo मस्तिष्क और कार्डियक समारोह में आकलन करने के लिए शक्तिशाली और व्यापक रूप से इस्तेमाल किया तकनीक हैं. ईईजी खोपड़ी के लिए इलेक्ट्रोड संलग्न द्वारा विद्युत मस्तिष्क गतिविधि की रिकॉर्डिंग है1. गैर इनवेसिव ईईजी के साथ दर्ज संकेत वोल्टेज उतार चढ़ाव summated उत्तेजक और निरोधात्मक postsynaptic से उत्पंन होने वाले मुख्य रूप से cortical पिरामिड ंयूरॉंस1,2द्वारा उत्पंन संभावितों का प्रतिनिधित्व करता है । ईईजी मिर्गी3,4के साथ रोगियों के मूल्यांकन और प्रबंधन के लिए सबसे आम neurodiagnostic परीक्षण है । यह विशेष रूप से उपयोगी है जब मिरगी बरामदगी स्पष्ट ऐंठन व्यवहार अभिव्यक्तियां, जैसे अनुपस्थिति बरामदगी या गैर ऐंठन स्थिति एपिलेप्टिकस5,6के बिना हो । इसके विपरीत, गैर मिर्गी संबंधित स्थिति है कि ऐंठन एपिसोड या चेतना की हानि के लिए नेतृत्व वीडियो-ईईजी निगरानी के बिना मिरगी बरामदगी के रूप में निदान किया जा सकता है7। मिर्गी के क्षेत्र में अपनी उपयोगिता के अलावा, ईईजी भी व्यापक रूप से असामान्य मस्तिष्क गतिविधि नींद विकारों, encephalopathies, और स्मृति विकारों, साथ ही सर्जरी के दौरान सामान्य संज्ञाहरण के पूरक करने के लिए के साथ जुड़े का पता लगाने के लिए प्रयोग किया जाता है2 , 8 , 9.
ईईजी के विपरीत, ईसीजी (या ईकेजी के रूप में यह कभी-कभार संक्षिप्त है) दिल की इलेक्ट्रिकल गतिविधि की रिकॉर्डिंग है10. ECGs आम तौर पर अंग अंगों और छाती की दीवार है, जो वोल्टेज संकुचन और छूट के प्रत्येक हृदय चक्र के दौरान मायोकार्डियम द्वारा उत्पंन परिवर्तन का पता लगाने की अनुमति देता है के लिए इलेक्ट्रोड संलग्न द्वारा प्रदर्शन कर रहे है,11। एक सामांय हृदय चक्र के प्राथमिक ईसीजी तरंग घटकों पी लहर, क्यूआर परिसर, और टी लहर है, जो अलिंद ध्रुवीकरण, वेंट्रिकुलर ध्रुवीकरण के अनुरूप है, और वेंट्रिकुलर पुनर्ध्रुवीकरण, क्रमशः10शामिल हैं, 11. ईसीजी निगरानी हृदय संबंधी अतालता और कार्डियक कंडक्टर प्रणाली12के दोषों की पहचान करने के लिए नियमित रूप से किया जाता है । मिर्गी के रोगियों में, ईसीजी का उपयोग करने के लिए संभावित जीवन धमकी अतालता की पहचान के महत्व को परिलक्षित होता है के बाद से वे अचानक कार्डियक गिरफ्तारी के काफी बढ़ा जोखिम में हैं, साथ ही साथ अचानक मिर्गी में अप्रत्याशित मौत13, 14,15.
उनके नैदानिक अनुप्रयोगों के अलावा, ईईजी और ईसीजी रिकॉर्डिंग रोग के माउस मॉडलों में मस्तिष्क और हृदय रोग की पहचान के लिए एक अनिवार्य उपकरण बन गए हैं. हालांकि पारंपरिक रूप से इन रिकॉर्डिंग अलग से प्रदर्शन किया गया है, यहां हम एक तकनीक का वर्णन करने के लिए वीडियो रिकॉर्ड, ईईजी, और एक साथ चूहों में ईसीजी. एक साथ वीडियो-ईईजी-ईसीजी विधि यहां विस्तृत एक सीमित रिकॉर्डिंग विंयास जिसमें माउस के सिर पर प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड मुश्किल है रिकॉर्डिंग उपकरण को तार का इस्तेमाल करता है । ऐतिहासिक, यह सीमित, या वायर्ड, विंयास मानक और सबसे बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया गया है चूहों में ईईजी रिकॉर्डिंग के लिए विधि; हालांकि, वायरलेस ईईजी टेलीमेट्री सिस्टम को भी हाल ही में विकसित किया गया है और16लोकप्रियता में प्राप्त कर रहे हैं ।
वायरलेस ईईजी प्रणालियों की तुलना में, सीमित व्यवस्था कई तकनीकी लाभ है कि यह वांछित आवेदन के आधार पर बेहतर बनाने के लिए कर सकते है के पास । इन फायदों ईईजी या अंय क्षमता रिकॉर्डिंग के लिए चैनलों की एक बड़ी संख्या में शामिल हैं; कम इलेक्ट्रोड लागत; इलेक्ट्रोड निपटान; कम नुकसान संकेत करने के लिए संवेदनशीलता; और अधिक आवृत्ति बैंडविड्थ (यानी, नमूना दर17रिकॉर्डिंग की । ठीक से किया, सीमित रिकॉर्डिंग विधि यहां वर्णित उच्च गुणवत्ता, विरूपण साक्ष्य मुक्त ईईजी प्रदान करने में सक्षम है, और ईसीजी डेटा एक साथ, व्यवहार की निगरानी के लिए इसी वीडियो के साथ । इस ईईजी और ईसीजी डेटा तो इस तरह के दौरे के रूप में तंत्रिका, कार्डियक, या neurocardiac असामान्यताओं की पहचान करने के लिए खनन किया जा सकता, ईईजी बिजली स्पेक्ट्रम में परिवर्तन, कार्डियक कंडक्टर ब्लॉक (यानी, दिल धड़कता छोड़ दिया), और हृदय की दर में परिवर्तन परिवर्तनशीलता. इन ईईजी-ईसीजी मात्रात्मक विधियों के अनुप्रयोग को प्रदर्शित करने के लिए, हम एक उदाहरण प्रयोग एक Kcna1 नॉकआउट (-/-) माउस का उपयोग कर प्रस्तुत करते हैं । Kcna1 -/- चूहों की कमी वोल्टेज-gated केवी 1.1 α-उप इकाई और एक परिणाम के रूप में प्रदर्शन सहज बरामदगी, हृदय रोग, और समय से पहले मौत, उन्हें एक साथ ईईजी के लिए एक आदर्श मॉडल बनाने-बचके मिर्गी से जुड़े-ईसीजी मूल्यांकन neurocardiac शिथिलता.
उच्च गुणवत्ता ईईजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग है कि कलाकृतियों से मुक्त कर रहे हैं प्राप्त करने के लिए, हर एहतियात क्षरण या प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड और तारों के ढीला को रोकने के लिए लिया जाना चाहिए । के रूप में ए?…
The authors have nothing to disclose.
इस कार्य को मिर्गी में शोध के लिए एकजुट नागरिकों द्वारा समर्थित किया गया (अनुदान संख्या ३५४८९); राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (अनुदान संख्या R01NS100954, R01NS099188); और एक लुइसियाना राज्य विश्वविद्यालय स्वास्थ्य विज्ञान केंद्र मैल्कम Feist Postdoctoral फैलोशिप ।
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 |