Simultânea vídeo-EEG-ECG de monitoramento para identificar a disfunção Neurocardiac em modelos de Mouse de epilepsia

Eletroencefalografia (EEG) e eletrocardiograma (ECG) são técnicas poderosas e amplamente utilizadas para a avaliação na vivo o cérebro e a função cardíaca, respectivamente. EEG é a gravação da atividade elétrica cerebral, anexando eletrodos para o couro cabeludo¹. O sinal gravado com EEG invasivo representa flutuações de tensão decorrentes de Likert excitatórios e inibitórios potenciais pós-sinápticos gerados principalmente pelos neurônios piramidais corticais^1,2. EEG é o teste de neurodiagnostic mais comuns de avaliação e gerenciamento de pacientes com epilepsia^3,4. É especialmente útil quando crises epilépticas ocorrem sem manifestações comportamentais convulsivas evidentes, tais como crises de ausência ou não-convulsiva estado de mal epiléptico^5,6. Inversamente, epilepsia não relacionados com as condições que levam a episódios convulsivos ou perda de consciência podem ser diagnosticadas como crises epilépticas sem monitoramento de vídeo-EEG⁷. Além de sua utilidade no campo da epilepsia, o EEG é também amplamente utilizado para detectar a atividade anormal do cérebro associada com distúrbios do sono, encefalopatias e distúrbios de memória, bem como para complementar a anestesia geral durante cirurgias^{2 , 8 , 9}.

Em contraste com EEG, ECG (ou EKG como ele às vezes é abreviado) é a gravação da atividade elétrica do coração¹⁰. Geralmente são realizadas por ECGs, anexando os eletrodos para as extremidades dos membros e da parede torácica, que permite a detecção das alterações de tensão gerada pelo miocárdio durante cada ciclo cardíaco de contração e relaxamento de^10,11. Os principais componentes de forma de onda de ECG de um ciclo cardíaco normal incluem a onda P, o complexo de QRS e a onda T, que corresponde à despolarização atrial, ventricular despolarização e repolarização ventricular, respectivamente,^{10, 11}. monitorização de ECG é usada rotineiramente para identificar arritmias cardíacas e defeitos do sistema de condução cardíaca¹². Entre os pacientes de epilepsia, a importância do uso de ECG para identificar arritmias potencialmente fatais é amplificada, já que eles são significativamente maior risco de ataque cardíaco súbito, bem como a morte inesperada súbita em epilepsia^{13, 14,15}.

Além de suas aplicações clínicas, gravações de EEG e ECG tornaram-se uma ferramenta indispensável para a identificação de disfunção de cérebro e coração em modelos do rato da doença. Embora tradicionalmente estas gravações foram realizadas separadamente, aqui nós descrevemos uma técnica para gravar vídeo, EEG e ECG simultaneamente em ratos. O método de vídeo-EEG-ECG simultâneo detalhado aqui utiliza uma configuração de gravação amarrados em que o eletrodo implantado na cabeça do rato é Hard-wired para o equipamento de gravação. Historicamente, esta amarrado, ou com fio, configuração tem sido o padrão e método mais amplamente usado para gravações de EEG em ratos; no entanto, sistemas de telemetria de EEG sem fio também foram desenvolvidos recentemente e estão ganhando na popularidade,¹⁶.

Em comparação com sistemas de EEG sem fio, o arranjo amarrado possui várias vantagens técnicas que podem tornar preferível dependendo da aplicação desejada. Estas vantagens incluem um maior número de canais para gravação de EEG ou outros biopotentials; custos mais baixos de eletrodo; disponibilidade de eletrodo; menor susceptibilidade para sinalizar a perda; e maior largura de banda de frequência (i. e., taxa de amostragem) de gravações¹⁷. Feito corretamente, o método de gravação amarrados descrito aqui é capaz de fornecer alta qualidade, livre de artefato EEG e ECG dados simultaneamente, junto com o vídeo correspondente para acompanhamento comportamental. Este dados de EEG e ECG podem então ser extraídos para identificar neural, cardíaca ou anormalidades neurocardiac tais como convulsões, alterações no EEG de energia espectro, blocos de condução cardíaca (i. e., ignorada batidas do coração) e mudanças na variabilidade da frequência cardíaca. Para demonstrar a aplicação destes métodos quantitativos de EEG-ECG, apresentamos um experimento de exemplo usando um nocaute de Kcna1 (- / -) do mouse. Kcna1 ratos ^{– / –} faltam de voltagem-dependente Kv1.1 subunidades α e apresentam como consequência espontâneas convulsões, disfunção cardíaca e morte prematura, tornando-os um modelo ideal para avaliação simultânea de EEG-ECG de deletérios associados a epilepsia disfunção neurocardiac.