Qui, presentiamo un protocollo per registrare il cervello e cuore bio segnali nei topi utilizzando il video simultanei, l'elettroencefalografia (EEG) ed elettrocardiografia (ECG). Descriviamo anche metodi per analizzare le registrazioni di EEG-ECG risultante per i grippaggi, potenza spettrale EEG, funzione cardiaca e variabilità della frequenza cardiaca.
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Articolo metodologico
Video-EEG-ECG simultaneo monitoraggio per identificare la disfunzione Neurocardiac in modelli murini di epilessia
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
Nell'epilessia, convulsioni possono evocare disturbi del ritmo cardiaco come cambiamenti di frequenza cardiaca, blocchi di conduzione, Asistolie e aritmie, che possono potenzialmente aumentare il rischio della morte inattesa improvvisa nell'epilessia (SUDEP). L'elettroencefalografia (EEG) ed elettrocardiogramma (ECG) sono ampiamente usati strumenti diagnostici clinici per il monitoraggio cerebrale anormale e ritmi cardiaci nei pazienti. Qui, una tecnica per registrare simultaneamente video, ECG e EEG nei topi per comportamento di misurazione, cervello e attività cardiaca, rispettivamente, è descritta. La tecnica descritta nel presente documento utilizza un tethered (cioè, cablato) configurazione di registrazione in cui l'elettrodo impiantato sulla testa del mouse è hard-wired all'apparecchio di controllo. Rispetto ai sistemi di registrazione di telemetria wireless, la disposizione tethered possiede diversi vantaggi tecnici come ad esempio un maggior numero possibile di canali per la registrazione EEG o altri biopotentials; minori costi di elettrodo; e una maggiore frequenza di banda (cioè, frequenza di campionamento) delle registrazioni. Le basi di questa tecnica possono anche essere facilmente modificate per ospitare la registrazione altri BCI, ad esempio l'elettromiografia (EMG) o pletismografia per la valutazione del muscolo e l'attività respiratoria, rispettivamente. Oltre a descrivere come eseguire le registrazioni di EEG-ECG, dettagliamo anche metodi per quantificare i dati risultanti per i grippaggi, potenza spettrale EEG, funzione cardiaca e variabilità della frequenza cardiaca, che dimostriamo in un esperimento di esempio utilizzando un mouse con epilessia a causa di omissione del gene Kcna1 . Video-EEG-ECG monitoraggio in modelli murini di epilessia o altre malattie neurologiche fornisce un potente strumento per identificare la disfunzione a livello del cervello, cuore o interazioni cervello-cuore.
Introduzione
L'elettroencefalografia (EEG) ed elettrocardiogramma (ECG) sono tecniche potenti e ampiamente utilizzati per la valutazione in vivo del cervello e funzione cardiaca, rispettivamente. EEG è la registrazione dell'attività elettrica cerebrale collegando gli elettrodi al cuoio capelluto1. Il segnale registrato con EEG non invasiva rappresenta le fluttuazioni di tensione derivanti da potenziali postsinaptici eccitatori ed inibitori compiuti generati principalmente da neuroni piramidali corticali1,2. EEG è la prova più comune neurodiagnostic per valutazione e gestione dei pazienti co....
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Protocollo
Tutte le procedure sperimentali devono avvenire conformemente agli orientamenti di istituti nazionali di salute (NIH), come approvato dal vostro ente istituzionale Animal Care ed uso Committee (IACUC). I principali strumenti chirurgici necessari per questo protocollo sono mostrati nella Figura 1.
1. preparazione dell'elettrodo per l'impianto
- Posizionare il 10-presa femmina nanoconnector (cioè, l'elettrodo; Figura 2A) in una morsa da tavolo con 10 fili rivolto verso l'alto e il filo nero nella parte anteriore. Utilizzando una pinzetta, piegare verso il basso il primo filo ....
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Risultati
Per illustrare come analizzare i dati di registrazioni di EEG-ECG per identificare le anomalie neurocardiac, i risultati vengono visualizzati per una registrazione EEG-ECG 24-h di un Kcna1–del mouse/– (2 mesi). Questi animali mutanti, che sono progettati per mancanza tensione-gated KV 1.1 α-subunità codificata dal gene Kcna1 , sono frequentemente usato modello genetico di epilessia, poiché esibiscono inizio attività affidabile e frequenti.......
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Discussione
Per ottenere registrazioni di EEG-ECG di alta qualità che sia esente da artefatti, dovrebbero essere prese tutte le precauzioni per prevenire la degradazione o allentamento dell'elettrodo impiantato e fili. Come un impianto per testa del EEG si allenta, dei contatti dei fili con il cervello si degrada leader per le ampiezze in diminuzione del segnale. Gli impianti allentati o povero filo contatti possono anche causare distorsione dei segnali elettrici, introducendo artefatti di movimento e rumore di fondo per le registra.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato da cittadini Uniti per la ricerca nell'epilessia (concessione numero 35489); il National Institutes of Health (concedere numeri R01NS100954, R01NS099188); e una borsa di studio post-dottorato di Louisiana State University Health Sciences Center Malcolm Feist.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| VistaVision stereozoom microscopio da dissezione | VWR | ||
| Dolan-Jenner MI-150 illuminatore per microscopia, con luce anulare | VWR | MI-150RL | |
| Bilancia serie CS | Ohaus | CS200 | per pesare animali |
| T/Pump professionale | Stryker | sistema di termofori a ricircolo d'acqua | |
| Ideal Micro Drill | Roboz Surgical Strumenti | RS-6300 | |
| Ideal Micro Drill Mill, Cell | Point Scientific | 60-1000 | da 0,8 mm |
| Wahl | 9962 | mini clipper | |
| morsa da tavolo | Eclipse Tools | PD-372 | PD-372 Mini-morsa da tavolo |
| forbice fine | Fine Science Tools | 14058-11 | ToughCut, dritto, affilato/affilato, 11,5 cm |
| Crile-Wood porta-aghi | Fine Science Tools | 12003-15 | Dritto, seghettato, 15 cm, con blocco - Per l'applicazione di clip per ferite |
| Dumont #7 pinze | Fine Science Tools | 11297-00 | Standard Tips, curvo, Dumostar, 11,5 cm |
| Pinza Adson | Fine Science Tools | 11006-12 | Seghettato, dritto, 12 cm |
| Porta aghi Olsen-Hegar con taglierina per sutura | Fine Science Tools | 12002-12 | Dritto, seghettato, 12 cm, con |
| manico per bisturi #3 | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| lame chirurgiche #15 | Sutura | FHS15 | |
| 6-0 | Unify | S-N618R13 | non assorbibile, monofilamento, |
| spugne di garza | Coviden | 2346 | 12 strati, tamponi con punta in cotone da 7,6 cm x 7,6 cm |
| Constix | SC-9 | 15,2 cm di lunghezza totale | |
| il controllo del gel | Loctite | LOC1364076 | |
| Kent Scientific | INS700750 | da 7,5 mm | |
| grana fine | Prime-dent | 010-036 | |
| Siringa per tubercolina | BD | 309623 | |
| Tubo in polietilene | Intramedic | 427431 | PE160, 1,143 mm (ID) x 1,575 mm (OD) |
| clorexidina | Sigma-Aldrich | C9394 | |
| etanolo | Sigma-Aldrich | E7023-500ML | |
| Puralube unguento veterinario | Dechra Veterinary Products | unguento oculare oftalamico | |
| anestetico di topo | ketamina (80 mg/kg), xilazina (10 mg/kg) e acepromazina (1 mg/kg) | ||
| carprofene | Rimadyl (nome commerciale) | ||
| HydroGel | ClearH20 | 70-01-5022 | ; coppette da 56 g |
| Ponemah | Data Sciences International | ; versione 5.2 o successiva con modulo elettrocardiogramma | |
| 7700 Condizionatore di segnale digitale | Data Sciences International | ||
| Pod a biopotenziale isolato a 12 canali | Data Sciences International | ||
| acquario | 20,8 galloni; 40,8 cm (L) X 21,3 cm (L) X 25,5 cm (A) | ||
| di comunicazione digitale (DCOM) | Data Sciences International | 13-7715-70 | |
| Pod a biopotenziale isolato a 12 canali | Data Sciences International | 12-7770-BIO12 | |
| cavo di collegamento seriale | Data Sciences International | J03557-20 | collega DCOM all'interfaccia di acquisizione del pod a biopotenziale |
| (ACQ-7700USB) | Data Sciences International | PNM-P3P-7002 | |
| Axis Communications | P1343, funzionalità giorno/notte | ||
| Switch intelligente Gigabit a 8 porte | Cisco | SG200-08 | Gigabit Ethernet a 8 porte con 4 porte supportate da Power over Ethernet (Cisco Small Business serie 200) |
| Nanoconnettore maschio a 10 pin con foro per perno di guida | Omnetics | NPS-10-WD-30.0-C-G | Elettrodo per l'impianto sulla testa del topo |
| Nanoconnettore femmina a 10 socket con perno di guida | Omnetics | NSS-10-WD-2.0-C-G | Connettore per impianto di elettrodi |
| Connettori femmina a prova di contatto da 1,5 mm Cavi | PlasticsOne | 441 | 1, placcati in oro; per il collegamento del cablaggio dall'impianto montato sulla testa al biopotenziale |
| saldatore | Weller | WESD51 BUNDLE | stazione di saldatura digitale |
| saldare | Bernzomatic 327797 | senza piombo, cuscinetto in argento, nucleo di flusso acido saldare | |
| guaina termorestringente | Collezione URBEST | di tubi con diametri interni da 1,5 a 10 mm pistola | |
| termica | Dewalt | D26960 | |
| (bifacciale) | 3M Nastro | MMM114 | 114/DC, 2,54 cm x 1,27 m |
| Requisiti | Dell | : processore Intel Core i7-3770 di terza generazione con scheda grafica HD4000; 4 GB di RAM, 1 GB di scheda video AMD Radeon HD 7570; disco rigido da 1 TB; Sistema operativo Windows 7 | |
| pennarello indelebile | Sharpie | 37001 | colore nero, punta ultra fine |
| stuzzicadenti | per la miscelazione e l'applicazione del cemento dentale policarbossilato | ||
| LabChart Pro Software | ADInstruments | power spectrum software; versione 8.1.3 o superiore | |
| Software Kubios HRV | Univ. della Finlandia | Software di analisi HRV; versione 2.2 | |
| Blocco note | Software di editor di testo semplice | Microsoft |
Riferimenti
- 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.
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Ristampe e permessi
