Summary
여기, 선물이 두뇌를 기록 하 고 동시 비디오를 사용 하 여 마우스에 바이오 신호를 심장에 프로토콜 electroencephalography (뇌 파), 그리고 심전도 (ECG). 우리는 또한 발작, 뇌 파 스펙트럼 전력, 심장 기능, 그리고 심장 박동의 변화에 대 한 결과 뇌 파 ECG 기록 분석 하는 방법을 설명 합니다.
Abstract
간 질, 발작 심장 박동 변화, 유도 블록, asystoles, 및 잠재적으로 간 (SUDEP)에 갑자기 예기치 않은 죽음의 위험을 증가 시킬 수 있는 부정맥 같은 심장 리듬을 교란을 보여주고 수 있습니다. Electroencephalography (뇌 파)와 심전도 (ECG)는 비정상적인 두뇌 및 환자의 심장 리듬에 대 한 모니터링 널리 임상 진단 도구입니다. 여기, 동시에 기록 비디오, 뇌 파, 심전도 측정 동작, 뇌, 심장 활동을 마우스에 각각, 기술을 설명 합니다. 여기에 설명 된 기술을 활용 한 테더 마우스의 머리에 이식된 전극 녹음 장비에 유선은 녹화 구성 (즉, 유선). 무선 원격 측정 시스템 기록에 비해, 밧줄된 배치 보유 뇌 파 또는 다른 biopotentials; 기록에 대 한 채널의 더 많은 가능한 수 등 여러 기술적인 장점 낮은 전극 비용; 그리고 기록의 더 큰 주파수 대역폭 (즉, 샘플링 속도). 이 기술의 기본 plethysmography 근육 및 호흡 활동의 평가 대 한 전도 (EMG) 등 다른 biosignals를 각각 기록에 맞게 쉽게 수정 수 있습니다 또한. EEG ECG 기록 수행 하는 방법을 설명 하는, 뿐만 아니라 우리는 또한 발작, 뇌 파 스펙트럼 전력, 심장 기능 및 우리와 함께 마우스를 사용 하 여 예제 실험에서 설명 하는 심장 박동의 변화에 대 한 결과 데이터를 계량 하는 방법 자세히 Kcna1 유전자 삭제 때문의 간 질 비디오-뇌 파-ECG 모니터링 간 질 또는 다른 신경 질환 마우스 모델에서 뇌, 심장, 또는 뇌-심장 상호 작용의 수준에서 장애를 식별 하는 강력한 도구를 제공 합니다.
Introduction
Electroencephalography (뇌 파)와 심전도 (ECG)는 각각 vivo에서 뇌와 심장 기능을 평가 하기 위한 강력 하 고 널리 사용 되는 기법. 뇌 파 전극을 두 피1에 연결 하 여 전기 두뇌 활동의 기록 이다. 비-침략 적 뇌 파를 기록 하는 신호 전압 변동을 summated 흥분 성의 억제 postsynaptic 잠재력 주로 대뇌 피 질의 각 추 모양 신경1,2에 의해 생성 된에서 발생 하는 나타냅니다. 뇌 파를 평가 하 고 간 질3,4환자 관리에 대 한 가장 일반적인 neurodiagnostic 테스트입니다. 간 질 발작 부재 발작 등 비 경련 상태 epilepticus5,6명백한 경련 행동 발현 없이 발생 하는 경우 특히 유용 합니다. 반대로, 비 간 질 관련 경련 에피소드 나 의식의 손실에 지도 하는 조건 없이 비디오-뇌 파 모니터링7간 질 발작으로 오진 될 수 있습니다. 간 질 분야에서의 유용성 뿐만 아니라 뇌 파는 또한 널리 이용 관련 된 수 면 장애, encephalopathies, 및 메모리 장애, 비정상적인 두뇌 활동을 감지 하로 수술2 중 전신 마 취를 보완 하기 위해 , 8 , 9.
뇌 파, 심전도 달리 (또는 그것으로 심전도 때때로 약식)10심장 전기 활동의 기록 이다. ECGs 사지 사지와 가슴 벽, 수축과 이완10,11의 각 심장 주기 동안 심근에 의해 생성 된 전압 변화의 감지 수 있는 전극을 연결 하 여 일반적으로 수행 됩니다. P 파, 복잡 한 QRS 및 T 파, 도발은 심 방, 심 실 도발은, 및 심 실 repolarization, 각각10, 에 해당 하는 ECG 파형의 기본 구성 정상 심장 주기 포함 11. 정기적으로 심장 부정맥 및 심장 전도 시스템12의 결함을 식별 하는 ECG 모니터링. 간 질 환자 중, ECG를 사용 하 여 잠재적으로 생명을 위협 하는 부정맥을 식별의 중요성은 증폭 된다 이후 그들은 갑자기 심장 마비, 간 질13, 갑자기 예기치 않은 죽음의 위험이 크게 증가 , 1415.
그들의 임상 응용 프로그램 뿐만 아니라 뇌 파 및 심전도 기록의 질병 마우스 모델에서 뇌와 심장 기능 장애를 식별 하는 데 필수적인 도구 되고있다. 전통적으로 이러한 기록을 별도로 수행 되었습니다, 하지만 여기 우리가 쥐에 동시에 기록 비디오, 뇌 파, 심전도를 기술 설명. 여기 상세한 동시 비디오-뇌 파-ECG 메서드는 마우스의 머리에 이식된 전극은 녹음 장비에 유선 테더 녹음 구성을 활용 합니다. 역사적으로,이 곁에, 또는 유선, 구성 표준 되었으며 가장 광범위 하 게 사용 하는 방법 쥐; 뇌 파 기록에 대 한 그러나, 무선 뇌 파 원격 측정 시스템 최근에 개발도 하 고 인기16에서 얻고 있다.
무선 뇌 파 시스템에 비해, 테더 배열 원하는 응용 프로그램에 따라 바람직 할 수 있습니다 몇 가지 기술적인 장점을 있습니다. 이러한 장점이 포함 뇌 파 또는 다른 biopotentials; 기록에 대 한 채널의 더 많은 수 낮은 전극 비용; 전극 disposability; 적은 민감성 신호 손실; 그리고 더 큰 주파수 대역폭 (즉., 샘플링 속도) 녹음17의. 제대로, 테더 녹음 방법을 여기에 설명 된은 높은 품질, 유물-뇌 파, 자유롭고 ECG 데이터 행동 모니터링에 대 한 해당 비디오와 동시에. 신경, 심장, 식별 하기 위해 다음이 뇌 파 및 심전도 데이터를 수집한 수 또는 neurocardiac 이상 발작, 뇌 파의 변화 등 파워 스펙트럼, 심장 유도 블록 (즉., 심장 박동을 생략), 심장 박동의 변화에서 변화. 이러한 뇌 파 ECG 양적 방법의 응용 프로그램 입증, 선물이 예 실험 Kcna1 녹아웃 (-/-)를 사용 하 여 마우스. Kcna1 -/- 생쥐 전압 개폐 Kv1.1 α-소 단위 부족 하 고 결과적으로 자발적인 발작, 심장 기능 장애, 조기 사망, 그들의 해로운 동시 EEG ECG 평가 대 한 이상적인 모델 간 연결 만들기 전시 neurocardiac 장애입니다.
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Protocol
모든 실험 절차 실행 되어야 한다 밖으로는 국립 보건원 (NIH), 지침에 따라 기관의 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)에 의해 승인. 이 프로토콜에 필요한 주요 수술 도구는 그림 1에 나와 있습니다.
1. 전극 이식 준비
- (즉, 전극; 10-소켓 여성 nanoconnector 배치 그림 2A) 탁상 바이스 10 전선으로 향하도록 하 고 블랙 앞에 철사. 오른쪽 첫 번째 (검은색) 와이어와 왼쪽에 두 번째 (탄) 와이어 접어 미세 집게를 사용 하 여. 다음 빨간색, 아래로 접어 오렌지, 파란색과 보라색 전선 오른쪽 그리고 왼쪽 (그림 2B). 그들의 첨부 파일의 기지에서 노란색, 녹색, 백색, 그리고 회색 철사를 잘라.
- ECG 와이어를 준비 하려면 ~3.2 cm 및 전극의 기지에서 ~3.5 cm에서 보라색 와이어와 ~2.2 ㎝와 ~2.5 ㎝ (그림 2C) 파란색 와이어 자국을 영구 마커를 사용 합니다. 전극은 바이스에서 제거 하 고 메스 칼 날 (그림 2D) 철사의 1 개의 측에 단 열을 스트립 하 여 표시 영역 사이 필 라 멘 트를 노출.
참고: 와이어 된다고 할 수는 현미경. 주의 단열재 떨어져 긁힌 것은 필 라 멘 트 손상 되지 보장 하기 위해 사용 되어야 한다. - 장소는 바이스에 전극입니다. 길이 및 너비 superglue의 얇은 레이어를 사용 하 여 전선의 상단에는 전극의 precut 장착 양면 테이프의 조각을 부착합니다
참고: 테이프, 준수 하기 전에 되며 전선, 양쪽에 곧장 밖으로 튀어나와 평면 거짓말 했는지 하지 트위스트 서로에. - 약 7-9 m m의 길이를 약간 V 모양 각도에서 뇌 파에 대 한 짧은 컷 황갈색과 검은색 전선을 사용할 수 철사를 잘라 주세요. 심전도 (그림 2E)에 사용할 와이어를 잘라 하지 마십시오.
- 패키지 하 고 나중에 사용에 대 한 전극 소독.
2. 수술에 대 한 마우스를 준비
- 마우스 무게. 5 mg/kg 복용량 Carprofen의 피하 주사 (사우스 캐롤라이나). 마우스 마 취 칵테일 케 타 민 (80 mg/kg), Xylazine (10 mg/kg), 그리고 Acepromazine (1 mg/kg)의 복 (i.p.) 주입으로 동물 anesthetize
- 일단 마우스 취 된다 수의 안과 연 고의 얇은 선 각 눈에 적용 됩니다. 전기 트리머, 마우스의 트렁크의 양쪽에 면도 두 개의 작은 지역 (2~ 2 cm)를 사용 하 여 (그림 3A) 이식 ECG 전선 됩니다에 해당 합니다.
참고: 오른쪽에 면도 영역 동물의 바로 뒤에 오른쪽 "겨드랑이" 약 dorsolateral 위치에 있어야 합니다. 왼쪽된 측면에서 면도 지역 동물, 하지만 약 1 ㎝ 더 오른쪽 (그림 3A)에 면도 영역 보다 후부의 측면을 따라 더 ventrolateral 방향에 있어야 합니다. - 잘린된 머리를 제거 하 고 액체 솔루션 모두 면도 영역을 청소.
3. 두개골에 전극 연결
- 마우스 경향이 위치에 해 현미경의 스테이지에 놓고 발가락 핀치 반사의 부재에 의해 마 취의 적절 한 깊이 확인 합니다.
참고: 단계 3.2 5.6는 현미경의 도움으로 행해져야 한다. - 면봉으로 눈 뒤에 그냥 귀에서 머리의 부분 중앙 아래 모피 알코올 (그림 3B)에 배어 들고 엄지와 집게손가락 사이 머리 정상.
참고:이 수술은 무 균 기법으로 이루어져야 한다, 하지만 아니에요 살 균 절차 때문에 두 피를 면도 있을 수 없다 하 고 수술 하는 동안 마우스를 조작 해야 합니다. - 메스를 사용 하 여 (그림 3C, D) 눈 사이 단지 귀 앞에서 헤어 진된 모피 사이 두 피를 통해 ~ 1 cm 중간 절 개를 확인 합니다.
- 뼈 건조 때까지 두개골 위에 점액 막 긁어 부드럽게 using 메스의 측면 또는 솜 밀고 주걱.
- 대머리 피부 얇은 테두리를 형성 하는 절 개의 둘레의 주위에 모피를 뽑 다. 조심 스럽게 제거 어떤 모피 집게의 쌍을 가진 수술 필드에 떨어진 수 있습니다. 필요한 경우 몇 초 동안 부드러운 압력을 적용 살 균 솜 밀고 주걱와 두개골의 표면 건조.
- 드릴된 (그림 3E) 버 구멍 있을 것입니다 사이트에 소독된 영구 표시와 함께 두개골에 4 개의 자국을 확인 합니다. 참조 및 접지 와이어 bregma에 앞쪽 약 4 mm와 bregma (담당), 위를 5mm 측면 앞쪽 화살 봉합의 각 측면에 두 개의 표시를 배치 합니다. 두 개의 뇌 파 기록 와이어에 대 한 또 다른 두 개의 표시, 후부 bregma, 약 2mm 후부에 화살 봉합의 각 측면에 하나 (parietotemporal 피 질), 위 bregma에 7mm 측면을 놓습니다.
참고: 이것은 정위 적 수술 및 주어진 거리는 근사는 마우스의 크기에 따라 달라 집니다. 있도록 그 구멍은 옆으로 쉽게 화살 봉합 (그림 3 층)에 따라 중간에 부착 되어 있는 전극 이식의 기초를 수용 하기 위해 충분 한. - 살 균 마이크로 드릴을 사용 하 여, 작은 버 구멍 직경 0.8 m m 드릴 비트와 함께 각 마크에서 확인 합니다.
- 자리 표시 각에 작은 휴식을 만들려고 시추 하는 동안 부드러운 압력을 적용 합니다. 두개골 구멍 관통 하 고 기본 뇌 조직 손상으로 이어질 수 있는 너무 많은 압력을 적용 하지 않도록 되 고 완료 nears으로 드릴 비트 펄스 여 드릴 합니다.
- 모든 구멍을 뚫고는, 후 솜 밀고 주걱을 깨끗 한 영역을 닦으십시오.
- 두개골의 상단에 전극 고착, 전극에 장착 양면 테이프에서 역행 종이 제거 합니다. 테이프에 superglue의 얇은 레이어를 적용. 집게의 쌍을 사용 하는 바이스에서 전극을 제거 합니다. , 화살 봉합에 배치 될 때 짧은 EEG 전선은 rostral 긴 ECG 전선은 꼬리 그것의 방향을 정하십시오.
- (그림 3 층) 구멍 사이 화살 봉합에 두개골에 전극을 고착 한다.
참고: 두개골 스틱 전극에 접착제에 대 한 완전히 건조 되어야 합니다. 반드시 하지 전극 또는 접착제 두개골에서 버는 구멍을 막다. - 간단히, 두개골에 접착을 확인 하 고 다음 5-10 분 동안 건조 접착제를 허용 하기 위해 전극 개최.
- (그림 3 층) 구멍 사이 화살 봉합에 두개골에 전극을 고착 한다.
4. 심전도 대 한 전선을 이식
- 머리를 똑바로 유지 하면서 약간의 오른쪽에 마우스를 회전 합니다. 왼쪽에 긴 ECG 철사를가지고 고 왼쪽에 면도 영역으로 마우스의 측면 아래로 확장. 피부 아래 터널링은 일단 노출된 와이어 배치 될 위치를 시각화 합니다.
참고: 참고로, 작은 마크 할 수 있다 피부에 영구 표시와 함께. - 메스를 사용 하 여 노출 된 와이어 위치 위치에 피부에 ~ 1 cm 절 개를 확인 합니다. 절 개 오픈 Adson 집게로 잡고, Dumont 집게 사용 하 여 피부 주위에 와이어에 대 한 주머니를 형성 하는 기본 결합 조직에서 절 개를 풉니다. 멸 균 폴 리 에틸렌 튜브 (즉 첨단 입체로 ~ 6 cm 길이에서 절단 하 여 준비 된)의 조각으로 피하 터널 동물 측면 절 개 사이트에 시작, beveled 가장자리 머리에 절 개를 종료 될 때까지 (< c0 > 그림 4A, B).
- 피드 몬 트 집게 (그림 4C)를 사용 하 여 튜브를 통해 심전도 와이어. 측면 절 개 종료로 튜브를 제거 하는 동안 Adson 집게와 전극 와이어를 파악. 긴장 된 (그림 4D) 와이어를 당겨.
- 6-0 나일론 (그림 4E) 피부 아래 조직에 봉합 하 여 장소에 ECG 와이어를 수정. 앞 이나 뒤 노출된 부분 노출 된 필 라 멘 트 및 다른 봉합 한 봉합을 적용 집게와 올 슨 Hegar 바늘 홀더를 사용 합니다.
- 전극 와이어 마지막 봉합 과거 약 2-3 m m 고 턱 끝 이전에 형성 된 피부 주머니로. 절 개의 두 측면을 함께 당겨 하 고 상처 클립 Crile 나무 바늘 홀더 (그림 4 층)을 사용 하 여 적용으로 닫습니다.
- 반대 방향으로 코를 가리키고 마우스를 돌립니다. 똑바로 경향이 위치에 여전히 머리의 왼쪽에 약간 마우스 회전.
- Contralateral ECG 와이어를 위의 단계를 반복 합니다.
참고:을 II ECG 기록 구성, 오른쪽 ECG 리드 와이어 두어야 한다 약간 더 지 고 약간 더 복 부와 후부 해야 왼쪽된 ECG 와이어 보다 앞쪽.
5. 뇌 파에 대 한 전선을 이식
- 뇌 파에 대 한 전선 임 플 란 트에 평평 하 게 경향이 위치 마우스 놓고 두 피 절 개 비 지배적인 손 엄지와 함께 오픈 개최.
- 집게, 피부 아래에 튜브에 의해 뽑아 왔다 수 있습니다 어떤 모피 제거. 필요한 경우 솜 밀고 주걱으로 두개골 다시 건조. Dumont 집게를 사용 하 여 신중 하 게 밖으로 특 종을 하 고 버 구멍에서 수집 할 수 있는 혈 병 또는 어떤 파편 든 지 제거.
- 1 개의 측에 가장 앞쪽 구멍 starting는 그 구멍에 가장 가까운 구멍 바로 위에 배치 하지만 아직 삽입 와이어 벤드. 와이어의 하단을 잡고 고 가능한 가로 피드 ~ 2-3까지 구멍에 철사의 mm은 두개골 (그림 5A).
참고: 와이어는 가로로 두개골과 두뇌의 표면 사이 속여야 한다. 전선은 두뇌를 푹 찌 르다 하지 한다. - 구멍에 안전 와이어의 끝으로 부드럽게 접어 철사의 나머지 부분 아래 놓이도록 두개골에 대 한 평면.
- 같은 쪽에 후부 와이어와 같은 방식으로 계속 합니다. 다른 쪽 (그림 5B)에서 앞쪽에 및 사후 와이어에 대 한 반복 합니다.
참고: 와이어 구성 그림 5C는 요약.
6. 폐 회 치과 시멘트 머리 절 개
- Polycarboxylate 액체의 ~ 5 방울과 polycarboxylate 분말의 두 스푼 혼합. 원하는 점도와 붙여넣기를 만들기 위해 이쑤시개와 혼합물을 저 어.
참고: 다음 단계 6.2 6.4 수행 되어야 합니다 신속 하 게 치과 시멘트 혼합 후 1 분 이내 건조 이후. - 이쑤시개와 시멘트 페이스트의 큰 방울을 선택 하 고 caudally 시작 전극 (그림 6A)의 기지 주변 적용. 보 형 물 (그림 6B) 주위 모자를 형성 하는 전선 이상 똑 시멘트 수 있도록 전극 주위 계속.
- Dumont 집게를 사용 하 여 시멘트 모자에 절 개의 가장자리에 모피를 올려 누르고, 아래 이식 와이어를 방해 하지 않도록 주의 되 고. 폐쇄와 함께 있도록 시멘트로 모피를 누릅니다.
- 치과 용 시멘트 (그림 6 c)와 모피를 결합 하 여 눈 사이 절 개를 봉인.
7. 수술 후 회복을 돕고
- 순환 열 패드에서 빈 장에 마우스를 놓습니다. 의식 회복 sternal recumbency를 유지할 수 있는 때까지 마우스를 모니터링 합니다.
- Post-surgically, 집 음식 펠 릿 및 보습 젤 장에 개별적으로 마우스는 감 금 소의 바닥에 위치합니다. 마이크로-아이 솔 레이 터 뚜껑을 가진 감 금 소를 가기.
- 24 시간 수술 후에 (사우스 캐롤라이나) 마우스 Carprofen 5 mg/kg를 주사.
- ≥ 녹음 하기 전에 수술 후 회복의 48 h를 허용 합니다.
8. 기록 EEG ECG 신호 곁된 마우스를
- 복구, 다음 비디오 모니터링을 촉진 하기 위하여 투명 한 벽으로 녹음 실에 이식된 마우스를 전송 합니다. 밧줄을 (즉, "연결") 마우스 (그림 7A), 부드럽게 하지만 단단히 고 마우스를 잡고 한 손으로 마우스의 머리에 뇌 파 ECG 전극 이식 (여성)의 소켓 가이드 게시물 10 핀 (남성) nanoconnector를 삽입 하는 반면을 사용 하는 동안.
- 보안 지원 막대를 사용 하 여 챔버 위에 배선, 배선 챔버의 바닥을 할수록 너무 많이 하지만 자유롭게 이동 마우스를 허용 하도록 와이어에 충분 한 여유 있는지 확인.
- 동기화 된 비디오 녹화 그림 7B에서처럼 함께 10 핀 nanoconnector 컴퓨터 연결 신호 수집 인터페이스 장치에 배선 연결.
- ≥ 수 녹음에 대 한 샘플링 속도 설정 ECG 및 ≥ 2 KHz 뇌 파에 대 한 500 Hz (즉, 두 번 이상 한 주파수에 관심이 공부).
- 이전18일 다음 필터 적용 신호 추적의 최적의 볼: 모든 데이터에 대 한 60 Hz 노치 필터, 뇌 파, 75 Hz 낮은 및 0.3 Hz 높은 통과 대역 필터 및 ECG에 3 Hz 높은 통과 필터.
- 동시 비디오 및 뇌 파-심전도 (그림 ℃)를 기록 하 고 신호 처리 소프트웨어와 함께 오프 라인 분석에 대 한 디지털된 데이터를 저장.
- 녹음 완료 되 면 신중 하 게 마우스를 분리 하 고 그것의 가정 케이지를 반환 합니다.
9. 뇌 파 기록 분석
- 발작 정량화 분석을 수행 합니다.
- 육안으로 직접 검사 수동으로 식별 발작 에피소드, 리듬 electrographic 방전 지속 5 보다 높은 진폭 (두 배 이상 기준선)로이 모델에 정의 된 전체 뇌 파 기록 s (그림 8A). 해당 electrographic 발작 발작 관련 된 동작을 식별 하는 비디오를 검토 합니다.
- 나포 주파수 (발작/h)를 계산 하려면 녹음 시간의 총 수로 발작의 수를 나눕니다.
- 발작 지속 시간을 계산 하려면 스파이크 (그림 8A)의 정지까지 electrographic 발작의 발병에서 경과 시간을 측정 합니다.
- 발작 부담, 시간, 중단 시간으로 정의 된 계산 발작 기간을 합 하 고 총 녹화 시간을 나누어.
- 사전 및 사후 ictal 뇌 파의 스펙트럼 전력 분석을 수행 합니다.
- 30 분 (또는 어떤 다른 원하는 기간) 선택 검사할 수 발작 에피소드를 중심으로 하는 요정 ictal 뇌 파 데이터의 세그먼트. ASCII 데이터 파일 또는 일부 다른 파일 형식 호환 파워 스펙트럼 소프트웨어 (필터 설정 제거)으로 원시 데이터를 내보냅니다.
- 간단한 텍스트 편집기 응용 프로그램을 사용 하 여 텍스트 파일을 ASCII 파일을 변환 합니다.
- 전력 스펙트럼 소프트웨어에 EEG 세그먼트의 결과 텍스트 파일을 열고 다음 설정을 지정할: "숫자가 아닌 라인 무시"; "데이터 구분 기호로 쉼표"; 그리고 1000 Hz 샘플링 율입니다.
- 뇌 파 신호는 각 채널에 파워 스펙트럼 소프트웨어에 나타나면 채널 드롭-다운 메뉴에서 클릭 하 고 "디지털 필터"를 선택 분석을 원하는 주파수 범위에 해당 하는 디지털 대역 통과 필터를 적용 합니다.
- 메뉴 패널에서 "스펙트럼 보기"를 열고 분석할 적절 한 뇌 파 디스플레이 채널을 선택 하 고 "설정"을 클릭 "설정"에서 스펙트로그램에 대 한 다음 매개 변수를 지정 하 고 "닫기" (그림 8C) 스펙트로그램 생성 클릭: FFT 크기: 8192, 데이터 창: 웰 치, 창 겹치기: 93.75%, 디스플레이 모드: 전력 밀도, 스펙트로그램 색상: 레인 보우, 롤 색상: 64, PSD 평균: 1, 제거 제로 주파수 구성 요소: "on"으로 체크.
- 스펙트로그램의 최적의 시각화를 위한 필요에 따라 색도계 규모를 조정 합니다.
- 메뉴 패널에서 "분석 관리자"를 엽니다. 클릭 "+ 새 분석"를 만드는 것입니다 해당 사전 및 사후 ictal EEG 세그먼트 분석 하는 두 개의 분석 (분석 1 및 분석 2). 스펙트로그램에 원하는 사전 및 사후 ictal 세그먼트를 지정 하 고 분석 1 및 분석 2, 각각 연결 합니다.
참고: 잡음과 유물 없이 뇌 파 데이터만 고려 되어야 하 고 중요 한 유물으로 뇌 파 기록의 분석에서 제거 되어야 합니다. - 일단 분석 세그먼트를 만든 메뉴 패널에서 "데이터 패드 뷰"를 엽니다. 해당 채널에 대 한 "데이터 패드 열 설정" 메뉴를 열고 적절 한 뇌 파 채널을 클릭 하십시오.
- "데이터 패드 열 설정"에서 "스펙트럼"에 대 한 옵션 선택한 다음 선택 "백분율 총 전력"
- "데이터 패드 열 설정,"에서 "옵션"을 클릭 하 고 검사 하는 주파수 범위를 지정 합니다. "스펙트럼 데이터 패드 옵션"에서 "확인" 및 "데이터 패드 열 설정,"에 클릭 하 고 지정 된 주파수 대역에 대 한 백분율 (%) 전원에 지정 된 대로 선택한 분석 세그먼트 (즉, 분석 1 또는 분석 2)에 대 한 데이터 패드 보기에 표시 됩니다 있는 " 분석 관리자에. "
참고: % 전원, 또는 각 밴드의 상대 전원 지정 된 주파수 범위 내에서 전체 스펙트럼 전력의 백분율로 표현 됩니다. - 각 주파수 대역 분석 이전 단계를 반복 합니다.
참고: 자주 사용 되는 범위 5 주요 뇌 파 주파수 대역 포함18: δ-밴드 = 0.5-3 Hz,-밴드 = 3.5-7 Hz, α-밴드 = 8-12 Hz, β-밴드 13-20 Hz, 및 γ-밴드 = = 21-50 Hz.
10. 심전도 기록 분석
- 건너뛴된 심장 박동을 계량.
- 수동으로 생략된 심장 박동, 것의 비 실시 P 물결 표시와 관련 된 자주 ≥ 1.5 배는 이전 R-R 간격 인 RR 간격의 연장으로 정의 식별 하는 전체 ECG 기록을 시각적으로 검사 유도 블록 (그림 9A)입니다.
- 시간당 건너뛴된 심장 박동의 주파수를 계산 하려면 시간 기록의 총 기간에 의해 건너뛴된 박동 녹음 세션의 총 수를 나눕니다.
- 심장 박동 변화 (HRV) 분석을 수행 합니다.
- 데이터 수집 소프트웨어에서 1 epoch ECG 채널에 대 한 로깅 설정을 변경. ECG 기록에 대 한 파서 세그먼트 생성: 일 분 ECG 세그먼트 모든 3 4 세그먼트의 총 12 시간 빛 단계 동안 시간.
참고: 분석을 위해 선택 하는 ECG 녹음 시대 때 동물 고정 이며 데이터 운동 유물의 무료 이어야 한다. - 선택 된 구문 분석 된 심전도에서 R-R 간격 값의 세그먼트를 클릭 하 여 "구문 분석 된 파생된 데이터 저장 합니다." 스프레드시트를 생성 누락 된 데이터 또는 나쁜 데이터에 대 한 스프레드시트를 검토 하 고 R-R 간격 데이터를 제외 하 고 다른 모든 숫자 값을 제거 합니다. 이 수정 된 스프레드시트 "탭으로 구분 된."에 대 한 옵션을 선택 하면 텍스트 파일로 저장
- 다음 옵션: 헤더 줄의 수를 지정 하는 HRV 소프트웨어에 사용자 정의 ASCII 파일로 텍스트 파일을 열고: 0, 열 구분 기호: 탭 / 공간, 데이터 유형: RR, 데이터 열: 1, 데이터 단위: ms, 및 시간 인덱스 열: 없음.
- 메뉴의 기본 설정 섹션에서 아래 자세한 옵션을 설정 합니다.
- 듯이 분석 옵션을 설정 합니다. R-R 간격 트렌딩, 트렌딩 메서드: smoothn priors, 부드럽게 매개 변수: 500, HRV 주파수 밴드19, 매우 낮은 주파수: 0-0.15 Hz, 낮은 주파수: 0.15-1.5 Hz와 높은 주파수: 1.5-5 Hz
- 언급 한 대로 고급 설정을 설정 합니다. 스펙트럼 추정 옵션, 보간의 RR 시리즈: 20 Hz 주파수 도메인에서 포인트: 500 점/Hz, FFT 스펙트럼 Welchs periodogram 방법, 창 너비를 사용 하 여: 32s, 및 창 겹치기: 50%
- 시간 도메인 분석 값 의미 RR, 성병 RR (즉, SDNN), HF 전원, LF 전력 및 LF/HF 전력의 비율에 대 한 RMSSD 및 주파수 도메인 분석 값 생성 HRV 분석을 실행 합니다. 원하는 경우 PDF 파일로 결과 저장 합니다.
- 데이터 수집 소프트웨어에서 1 epoch ECG 채널에 대 한 로깅 설정을 변경. ECG 기록에 대 한 파서 세그먼트 생성: 일 분 ECG 세그먼트 모든 3 4 세그먼트의 총 12 시간 빛 단계 동안 시간.
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Representative Results
결과 표시 됩니다 neurocardiac 이상을 식별 하 뇌 파 ECG 기록에서 데이터를 분석 하는 방법을 설명 하는 Kcna1-/- 마우스 (2 개월)의 24 시간 뇌 파 ECG 기록에 대 한. 부족 전압 개폐 Kv1.1 α-소 단위는 Kcna1 유전자에 의해 설계 된다, 이러한 돌연변이 동물은 간 질의 자주 사용된 유전자 모델 그들은 안정적이 고 자주 일반된 토 닉 clonic 발작 활동 시작을 전시 하기 때문에 나이20의 약 2-3 주. 이외에 자발적인 발작, Kcna1-/- 마우스도 전시 조 interictal 뿐 아니라 간 질의 개시로 맞은 죽음과 심장 부전 발작 관련21, 22. 따라서, Kcna1-/- 마우스 또한 자주 연구 간 질 (SUDEP), 간 질 관련의 주요 원인에에서 갑자기 예기치 않은 죽음 기본 잠재적인 pathophysiological 프로세스 사용 사망률, 발작 관련 심폐 체포, 아직 참여 하는 것을 믿어진다, 저조한 메커니즘23이해.
이 실험에서 Kcna1-/- 마우스에서에서 녹음의 EEG 구성 요소 보여 자주 자발적인 발작 발작 발병 뒤에 간단한 전압에서 초기 큰 스파이크는으로 일반적으로 관찰 되는 우울증, 억제 패턴 (그림 8A) 버스트 급상승을 높은 진폭으로 전환. 동시에 녹화 된 비디오를 사용 하 여 이러한 electrographic 발작 발작 같은 행동, 양육 및 forelimb clonus 이후 전신 강장제 clonic 경련으로 개발 하 여 특징에 맞춰 발견 됐다. 노트, 뇌 파의 주요 장점 중 하나는 분명 한 행동, 그들은 혼자 행동에 따라 발작을 득점 하는 관찰자에 의해 놓친 것을 의미와 연결 되지 않은 "자동" electrographic 발작을 식별 하는 기능입니다. 이 특정 Kcna1-/- 마우스에에서 발작 발생률의 정량화 (그림 8B) 24 시간 녹음 기간 15 발작을 밝혔다. 이러한 발작의 기간 평균 60 ~ s, 대략에서 배열 15-105 s (그림 8B). Peri ictal 스펙트로그램 생성 (그림 8C) 및 사전 및 사후 ictal 기간의 상대적 스펙트럼 전력 밀도 분석을 보여 80의 기간의 발작 파워 스펙트럼 소프트웨어를 사용 하 여 평가 선정 되었다. 델타 주파수 대역의 사후 ictal 상대 스펙트럼 전력 미리 ictal 기준선 (그림 8D)에 비해 50% 증가 되었다. 또한, 다른 더 높은 주파수 뇌 파 밴드의 포스트 ictal 상대 전력을 미리 ictal 기간 (그림 8D)에 비해 해당 감소 전시. 포스트 ictal 델타 파워의 증가 다른 밴드의 포스트 ictal 힘의 감소는 뇌 파를 감속 하 고, 길고, 심각한 발작이 모델18에서 특성을 나타내는.
Kcna1-/에서 기록의 ECG 구성 요소 분석- 마우스, interictal 건너뛴된 심장 박동 수 수동으로 위에서 설명한을 계산 했다. 이 Kcna1-/- 마우스에에서 건너뛴된 심장 박동의 주파수는 5.84/h (표 1)은 한 > 우리의 이전 연구18,21WT 쥐에 비해 5 증가. Kcna1-/- 마우스의 ECG에 건너뛴된 심장 박동 자주 하지 뒤에, 복잡 한 QRS 그림 9A, 나타내는 것 (AV) 전도 블록21에서 같이 P 파를 전시 한다. 다음 HRV 소프트웨어를 사용 하 여, HRV이이 동물에 심장 기능에 자율 신경의 영향의 측정을 제공 하기 위해 분석 했다. HRV의 다음 시간 도메인 측정 Kcna1-/- 마우스에 대 한 계산 했다: 총 자율 가변성;의 인덱스 비트 대 비트 간격 (SDNN)의 표준 편차 그리고는 제곱 연속 비트 대 비트 차이 (RMSSD)의 부 교감 신경 음색의 인덱스입니다. 24 신호 수집 소프트웨어에서 생성 된 R-R 간격 값을 사용 하 여 Kcna1-/- 마우스 (그림 9B), 대 한 HRV 소프트웨어 계산 737 박동/min (표 1)의 심장 박동 우리의 이전 연구18WT 쥐 비슷한. 2.4 ms와 3.2 ms SDNN과 RMSSD 값 계산 했다 각각 (표 1)는에 대해 2-에 3 배 정상적인 WT 마우스18보다 더 높은. 이 Kcna1-/- 마우스에에서 도메인 HRV 측정 표시 증가 부 교감 신경 음색, 심장의 비정상적인 자율 제어를 제안 하는 높은 시간. 다음으로, 우리는 표 1에 요약 된다 주파수 영역에서 HRV의 다음 값을 계산 하 HRV 소프트웨어 사용: 낮은 주파수 전력 비율 (LF); 고주파 전력 비율 (HF); 그리고 LF/HF 비율입니다. HF 구성 요소 조합 교감 및 부 교감 신경의 영향25을 반영 하기 위해 생각 되 고 LF 구성 요소 반면 부 교감 신경의 변조를 반영 하기 위해 생각 된다. LF/HF 비율 교감 하 고 공감 활동의 상대적 균형을 캡처하는 데 사용 됩니다.
마지막으로, 신경 및 심장 기능 장애의 정량적 측정을 파생 하는 것 외에도 뇌 파 ECG 기록 또한 분석 될 수 있다 품질로 잠재적인 neurocardiac 장애를 식별 하기 위해 뇌 파 및 심전도 이상이 사이의 시간적 관계에 대 한 이전21,26일. 예를 들어 때 발작 또는 interictal epileptiform 방전 뇌 파에서 식별 됩니다, 해당 심전도 유도 블록 등 부정맥, 간 질 뇌 활동에 의해 evoked 수 있는 심장 이상 검사 수 합니다. Kcna1-/- 마우스에에서 발작 때로는 bradycardia 또는 asystole 치21,22를 진행 할 수를 보여주고 있습니다. 다른 간 질 모델 Kcnq1 돌연변이 마우스, 유도 블록 및 asystoles interictal 뇌 파 방전, 그들은 병 적인 neurocardiac 상호 작용26의 결과 제안 동시 발생 합니다. 따라서, 뇌 파 및 심전도의 동시 녹음 두뇌와 마음은 특히 중요 한 간 질 발작 잠재적으로 치명적인 심장 장애를 연상 수 있기 때문에 사이의 상호 작용의 더 완전 한 그림을 제공 합니다.
그림 1입니다. 절차에 필요한 수술 도구. (1) 외과 블레이드 #15; (2) 메스 핸들 #3; (3) Adson 집게; (4) 올 슨 Hegar 바늘 홀더; (5) 좋은 위; (6) 뒤 몽 #7 집게; (7) 미셸 상처 클립; (8) Crile 나무 바늘 홀더; (9) 마이크로 드릴 0.8 m m 비트; (10) 의 전기 트리머 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2입니다. 전극 이식에 대 한 준비. 10-소켓 여성 nanoconnector (즉, 전극)의 (A) 예. (B) 뇌 파 및 심전도 이식 와이어와 탁상 바이스에 전극 아래로 접혀. 와이어 색상 표시 됩니다. 위쪽으로 지적 했다, 나머지 전선은 차단 될 것 이다. 삽입 된 전극에서 나오는 전선의 확대 보기를 표시 합니다. (C) 표시 위치는 절연 스트립를 나타내는 파란색 ECG 와이어. (D) 메스 블레이드를 사용 하 여 공개 안쪽은 필 라 멘 트 와이어 절연 스트립. (E) 트림 된 뇌 파를 보여주는 준비 전극의 최종 구성 전선 고 장착 테이프로 벗겨진된 ECG 전선 상단에 준수. 삽입 장착 테이프와 전극에서 나오는 전선의 확대 보기를 표시 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3입니다. 두개골에 전극의 수술 첨부. (A)는 양쪽으로 마우스의 예 (화살표로 표시) 면도 심전도 대 한 와이어 주입. (B) 눈과 절 개에 대 한 경로 만들기 위해 귀 사이 모피의 고 별. (C) 메스를 사용 하 여 두 피 절 개를 만들기 위해. (D) 두 피 절 개입니다. (E) 드릴 사이트를 나타내는 데 사용 하는 두개골에 4 개의 표시의 예입니다. (F) 버 구멍 드릴링 후 두개골에 전극의 배치. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4입니다. 터널링 및 ECG 전선의 이식. 폴 리 에틸렌 튜브를 약 6 c m 자르고 피하 터널링을 촉진 하기 위하여 1 개의 끝에 경사지는의 (A) 예. (B)는 측면 절 개 사이트에 시작 하는 폴 리 에틸렌 튜브와 함께 피하 터널링. (C)는 튜브를 통해 머리에 전극에서 ECG 와이어를 먹이. (D)는 튜브를 제거한 후 긴장 된 와이어가 겠 지. (E) 기본 조직에 제자리에 ECG 와이어 소지가 노출된 부분에는 봉합을 적용 합니다. 사이드 절 개 상처 클립의 (F) 폐쇄. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5입니다. 뇌 파 전선 이식 (A) 빨간 뇌 파 와이어를 파악 하 고 두개골에 버 구멍에 그것을 수평으로 먹이, 다음 배치는 블랙의 접지 와이어. (B) nanoconnector 및 이식에 따라 와이어의 마지막 구성입니다. (C) 회로도 표시 배치는 양자 뇌 파 및 심전도의 철사, 참조 (REF)와 접지 (GND) 전선. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 6입니다. 머리 절 개를 폐쇄. (A) caudally 시작 하 고 rostrally 진행 전극의 기지 주변 치과 시멘트의 응용 프로그램. 치과 시멘트 모자 전체 nanoconnector 및 와이어, 절 개의 최종 폐쇄 직전의 (B) 예. 마지막 봉인된 절 개 (C) 예. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 7입니다. 비디오 뇌 파 ECG 신호의 기록. (A) 는 녹음 하는 동안 곁된 마우스의 예. (B) 회로도 테더 비디오-뇌 파-ECG 기록 vivo에서 시스템에 대 한 장비 구성을 보여주는 두개골에 이식 여성 nanoconnector에 연결, 10-핀 남성 nanoconnector에서 배선 12 채널 절연된 바이오 잠재력 포드 인터페이스에 연결 되는 1.5 m m 여성 케이블에 납땜입니다. 이 포드 다음 어떤 전송 디지털 데이터 신호 수집 인터페이스 유닛 (ACQ) 데이터 수집 소프트웨어를 데스크톱 컴퓨터에 연결 된 디지털 통신 모듈 (DCOM), 직렬 링크 케이블에 의해 연결 된다. 비디오도 동시에 외부의 위치 및 감 금 소에 인접 한 네트워크 비디오 카메라를 사용 하 여 획득 됩니다. 카메라는 이더넷 스마트 스위치를 통해 파워를 통해 컴퓨터에 연결 됩니다. (C) 일반적인 뇌 파 및 심전도의 대표적인 흔적 신호 다음 필터를 사용 하 여 데이터 적용:-60hz 노치, EEG; 75 Hz 낮은 0.3 Hz 높은 통과 대역 필터 그리고 심전도 대 한 3 Hz 높은 통과 필터. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 8입니다. 뇌 파 신호 분석. (A)는 뇌 파 추적에 대표적인 자연 스러운 발작을 보여주는 한 Kcna1-/- 마우스. (B) 각 발작의 시간 기간의 줄거리에 24 h 녹음 세션 동안 관찰 된 Kcna1-/- 마우스. 막대는 평균 ± 표준 편차에 대응 한다. (C) 페리 ictal 스펙트로그램, 동안, 이전과 이후 대표적인 발작 주파수 및 전력 밀도 보여주는. (D) 사전 및 사후 ictal 기간 동안 각 뇌 파 주파수 대역에서 상대적 힘의 비교 상대 델타 파워의 증가 보여 고 세타, 알파, 베타 및 감마 전력 감소. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 9입니다. ECG 신호 분석. (A) 샘플 ECG 추적에서는 Kcna1-/- 마우스 복잡 한 정상 부 비 동 리듬 선행 하는 QRS에 의해 따르지 P 파로 명시 하는 것 전도 블록을 보여주는. P 파, QRS 복합물, 및 R-R 간격 참조에 대 한 표시 됩니다. (B) R-R 간격 시리즈의 대표 작의 ECG 기록에서 얻은 Kcna1-/- 마우스 비트 사이의 시간에 변화를 보여주는. 빨간색 선은 낮은 주파수 트렌딩 다음 R-R 간격 시리즈에서 제거 하는 트렌드 구성 요소를 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
| 심장 박동을 생략 / h | 심장 박동 변화 (HRV) | |||||
| 시간 영역 | 주파수 영역 | |||||
| 시간 | SDNN | RMSSD | LF | HF | LF/HF 비율 | |
| (비트/분) | (ms) | (ms) | (%) | (%) | ||
| 5.84 | 736.8 | 2.4 | 3.2 | 52.27 | 46.38 | 1.127 |
표 1. 정량화 건너뛴된 심장의 박동, 심장 박동 (인사), 그리고 심장 박동 변화 (HRV) 에 Kcna1-/- 마우스. HRV의 다음 시간 도메인 측정을 받는다: 비트-비트 간격 (SDNN)의 표준 편차와 연속 비트 대 비트 차이 (RMSSD)의 제곱 평균. 주파수 영역에서 다음 HRV 측정 표시 됩니다: 저주파 전력 비율 (LF %); 높은 주파수 전력 비율 (HF %); 및 고주파 전원 (LF/HF 비율)에 낮은 주파수 전력의 비율.
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Discussion
유물에서 무료로 고품질 EEG ECG 녹음을 얻기 위해 모든 예방 조치는 저하 또는 이식된 전극과 와이어의 풀림을 방지 하기 위해 취해야 한다. 뇌 파 머리 이식 되 느슨한, 두뇌와 와이어 접촉 감소 신호 진폭을 선도 저하 됩니다. 느슨한 임 플 란 트 또는 가난한 와이어 연락처 운동 유물과 배경 잡음 기록에 소개 전기 신호의 왜곡을 일으킬 수 있습니다. 머리 이식의 잠재적인 완화 방지, 최대한의 강도와 접착 되도록 두 피 절 개를 닫을 때 플 기지 주변 치과 시멘트의 관대 한 금액을 적용. 한다 또한 주의 두개골에서 모피의 완전 한 제거를 보장, 모피 나머지는 임 플 란 트 주위 붓기를 선도 하 고 조기 수술 후 염증을 일으킬 수 있기 때문 임 플 란 트 분리. 시간이 지남에, 머리 이식 반복 연결 및 동물의 분리와 관련 된 스트레스로 인해 완화 가능성이 있다. 따라서, 만약에 가능 하다 면, 동물 여러 짧은 기간 기록 보다는 오히려 단일 오랜 기간 녹음을 수행 하 여 연결/분리는 횟수를 최소화 하려고 합니다. Postsurgical 임 플 란 트 피해와 후속 동물 상해의 또 다른 잠재적인 소스는 임 플 란 트와 동물의 홈 장에 wiretop 사이 신체 접촉 이다. Wiretops, 음식에 대 한 필요성을 제거 하기 위해 펠 릿 및 보습 젤 케이지 바닥에 배치할 수 있습니다. 마지막으로, ECG 리드의 무결성을 유지 하기 위해 동물의 처리 한다 최소화, 특히 ECG 전선을 실행 하는 신체의 측면을 따라.
또한 임 플 란 트 또는 와이어 연락처의 저하, 테더 녹음 구성의 또 다른 잠재적인 합병증 신호 손실에 지도 하는 실험 동안 (즉, 분리 또는 없었다) 분리 되는 동물의 가능성입니다. 분리 실행 하 고 수신 거부와 함께 심한 경련 발작을 경험 하는 마우스에 대 한 특히 성가신 될 수 있습니다. 분리 되 고 마우스의 가능성을 최소화 하기 위해 철사 밧줄에 여유의 크기를 최적화 합니다. 최고의 와이어 길이 일반적으로 분리를 홍보할 수 있는 와이어에 감 금 소의 모든 모서리를 탐구 하는 동물에 대 한 충분 한 여유 있지만 하지 거의 하지 않습니다 필요한 긴장을 제공 사이의 균형. 최적의 와이어 길이 결정 하는데, 확인 하지 않습니다 많은 마우스 경우 와이어 깨졌습니다 신호 손실에 지도할 수 있는 와이어에 씹는 쉽게 수 있습니다 느슨하게. 전극 nanoconnector를 사용 하 여 임 플 란 트와 적어도 10-전선 (즉, 10-핀/소켓 쌍)은 또한 10-와이어 더 자주 분리 하는 경향이 보다 적은 비용으로 nanoconnectors로 테더 링된 연결에 여분의 안정성을 제공 하는 것이 중요. 분리 되는 동물의 가능성을 더 줄이기 위해이 프로토콜 녹음 실 위의 정지 저 토크 정류에 마우스의 머리에서 전선을 연결 하 여 쉽게 수정할 수 있습니다. 정류 회전 마우스 이동 마우스 뽑기에서 방지 와이어에 비틀림 긴장의 형성을 완화 하 여 작동 합니다.
이 속박 되 비디오-뇌 파-ECG 프로토콜의 주요 힘은 추가 응용 프로그램에 대 한 메서드를 수정 하는 기능 이다. 여기서 설명 하는 대로 사용 가능한 10 전극 와이어의 유일한 6 활용 됩니다. 그러나, 나머지 4 개의 와이어 두뇌 활동의 더 나은 공간적 해상도 제공 하는 추가 4 뇌 파 리드 이식도 수 있습니다. 또는, 사용 하지 않은 전선의 두 기록 치십시오 (EMG), 뇌 파와 함께에서 슬립/웨이크 상태를 결정 하기 위한 중요 한 근육 활동의 측정을 제공 하는 목의 근육에 봉합 될 수 있습니다. 또 다른 가능한 수정 철사 밧줄에 맞게 수정 된 전체-몸 plethysmography 챔버에 동물을 기록 하는 것입니다. plethysmography, 영감과 관련 된 작은 압력 변화 하 고 만료 호흡기 파형으로 변환 됩니다. 따라서, 통합 하 여 plethysmography, 그것은 기술적으로 비디오의 동시 녹화 가능 뇌 파, 심전도, 근 전도, 및 호흡, 행동 및 뇌, 심장, 근육, 및 폐 활동의 판독을 나타내는 것 이다. 이러한 포괄적인 vivo에서 생리 녹음은 원격에서 사실상 불가능 하지 않습니다 밧줄된 접근을 만드는 오늘날의 시스템 설명 여기 쥐에서 여러 biosignals의 동시 심문을 위해 특히 강력한 도구.
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Disclosures
저자는 공개 없다.
Acknowledgments
이 작품 연구 간 질 (부여 번호 35489);에 대 한 미국 시민에 의해 지원 되었다 건강의 국가 학회 (부여 번호 R01NS100954, R01NS099188); 루이지애나 주립 대학 건강 과학 센터 말 콤 Feist 박사 화목 하 고.
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).
