Gleichzeitige Video-EEG-EKG Monitoring Neurocardiac Dysfunktion in Mausmodellen der Epilepsie zu identifizieren

Elektroenzephalographie (EEG) und Elektrokardiographie (EKG) sind leistungsfähige und am weitesten verbreiteten Techniken zur Bewertung von in Vivo Gehirn und Herzfunktion, beziehungsweise. EEG ist die Aufzeichnung der elektrischen Hirnaktivität durch das Anbringen der Elektroden auf der Kopfhaut¹. Das Signal aufgezeichnet mit nicht-invasive EEG steht für Spannungsschwankungen aus aufintegrierten exzitatorischen und inhibitorischen postsynaptischen Potenziale vor allem durch kortikale pyramidale Neuronen^1,2erzeugt. EEG ist der am häufigsten verwendeten neurodiagnostische-Test zur Beurteilung und Behandlung von Patienten mit Epilepsie^3,4. Es ist besonders nützlich, wenn epileptische Anfälle, ohne offensichtliche krampfhaft Verhaltens Manifestationen, z. B. Abwesenheit Ergreifungen oder nicht-konvulsiver Status Epilepticus^{5,6 auftreten}. Umgekehrt, nicht-Epilepsie zusammenhängende Bedingungen, die zu krampfartigen Episoden oder Verlust des Bewusstseins führen als epileptische Anfälle ohne Video-EEG Überwachung⁷diagnostiziert werden können. Neben seiner Nützlichkeit auf dem Gebiet der Epilepsie ist EEG auch abnormale Gehirnaktivität im Zusammenhang mit Schlafstörungen, Enzephalopathien und Gedächtnisstörungen zu erkennen sowie allgemeinen Anästhesie bei Operationen² ergänzen weit verbreitet ^{, 8 , 9}.

Im Gegensatz zum EEG, ECG (oder EKG als es manchmal abgekürzt) ist die Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Herzens¹⁰. EKGs erfolgt in der Regel durch das Anbringen von Elektroden auf die Extremität Extremitäten und Brustwand, die ermöglicht die Erkennung von Spannungsänderungen, die vom Herzmuskel während jedes Herzzyklus Kontraktion und Entspannung^10,11erzeugt. Die ECG Wellenform Hauptkomponenten einer normalen Herzzyklus gehören die P-Welle, QRS-Komplexes und der T-Welle, die Vorhofflimmern Depolarisation, ventrikulären Depolarisation und ventrikuläre Repolarisation, bzw.^10, entsprechen ¹¹. EKG-monitoring wird routinemäßig verwendet, um Herzrhythmusstörungen und Mängel der kardialen Wärmeleitung System¹²zu identifizieren. Bei Epilepsie-Patienten ist die Bedeutung des Einsatzes von ECG, um potenziell lebensbedrohliche Arrhythmien zu identifizieren verstärkt, da sie deutlich erhöhtes Risiko für plötzlichen Herztod, sowie plötzliche unerwartete Todesfälle bei Epilepsie^{13sind, 14,15}.

Neben ihrer klinischen Anwendungen sind EEG und EKG-Aufnahmen ein unverzichtbares Instrument zur Identifizierung von Hirn und Herz Dysfunktion in Mausmodellen der Krankheit geworden. Obwohl traditionell diese Aufnahmen separat durchgeführt worden sind, beschreiben hier wir eine Technik, um Videos aufzunehmen, EEG und EKG gleichzeitig bei Mäusen. Die gleichzeitige Video-EEG-EKG-Methode hier nutzt eine gefesselte Aufnahmekonfiguration in denen die implantierte Elektrode auf den Kopf der Maus dem Kontrollgerät fest verdrahtet ist. In der Vergangenheit das angebunden oder verdrahtet, Konfiguration der Standard und wurde am häufigsten verwendete Methode für EEG-Ableitungen bei Mäusen; Allerdings drahtlose EEG-Telemetrie-Systeme haben auch vor kurzem entwickelt worden und gewinnt an Popularität¹⁶.

Im Vergleich zu EEG-Funksysteme, besitzt die gefesselte Anordnung einige technische Vorteile, die es, abhängig von der gewünschten Anwendung vorzuziehen machen können. Diese Vorteile sind eine größere Anzahl von Kanälen zur Aufnahme von EEG oder anderen Biopotentials; untere Elektrode Kosten; Elektrode Verfügbarkeit; weniger Anfälligkeit für signal-Verlust; und größere Frequenzbandbreite (i.e., Sampling-Rate) von Aufnahmen¹⁷. Richtig gemacht, die hier beschriebene tethered Aufnahmemethode ist in der Lage qualitativ hochwertige, artefaktfrei EEG und EKG Daten gleichzeitig, zusammen mit dem entsprechenden Video zur Überwachung von Verhalten. Diese EEG und EKG-Daten können dann abgebaut werden, um neuronale, kardiale zu identifizieren, oder Neurocardiac Anomalien wie Krampfanfälle, Veränderungen im EEG power-Spektrum, kardiale Wärmeleitung Blöcke (i.e., Herzschläge übersprungen), und Veränderungen in der Herzfrequenz-Variabilität. Um die Anwendung dieser EEG-EKG quantitative Methoden zu demonstrieren, präsentieren wir ein Beispiel-Experiment mit einem Kcna1 -Ko (- / -) Maus. Kcna1 ^{– / –} Mäusen fehlt Spannung gated Kv1.1 α-Untereinheiten und folglich weisen eine spontane Anfälle, kardialer Dysfunktion und vorzeitigen Tod, so dass sie ein ideales Modell für simultane EEG-EKG-Auswertung von schädlichen Epilepsie-assoziierten Neurocardiac Dysfunktion.