This research was supported by National Heart, Lung, and Blood Institute Grant HL-093113.

1. Titreşim Alt Vücut Negatif Basınç (OLBNP) <ol><li> Ekipman Kurulumu <ol><li> Elektrokardiogram Kurşun II (EKG): Çalışma boyunca kalp hızının izlenmesi için öznenin gövde üç (veya daha fazla) elektrotlar yapıştırın. </li><li> Neopren Etek: iliak kadar düşük vücut negatif basınç odasına konu kapatan bir ölçüye neopren etek kullanın. Onlar tank içinde yatar yerleştirilir önce deneğin göğüs çevresinde koyun ve EKG sinyali hala yeterli olduğundan emin olun. O nefes kısıtlamak için rahat ama çok sıkı olmadığından emin olun. </li><li> Alt Vücut Negatif Basınç Odası: yatak konusu yalan sırtüstü var ve altlarında LBNP odasına manevra. LBNP odası ayarlanabilir bisiklet koltuğu varsa, (emme etkisi mücadele etmeden hareket artifakı en aza indirmek için) tabi rahatça bunun üzerine oturduğundan emin olun. Deneğin wa için özel yapılmış pleksiglas boşluk kesim kullanınist boyutu odasına mühür yardımcı olur. Koli bandı ile LBNP odasının etrafında neopren etek Seal. </li><li> LBNP Odası Basınç: standart basınç dönüştürücü için LBNP odasına bağlayın. MmHg basınç sensörü kalibre. </li><li> Mekanik Vana Bağlı Döngüsü Timer tekrarlayın: LBNP odasına mekanik vana ve tekrar çevrim zamanlayıcı inşa özel takın. NOT: Bir mekanik valf kontrolü iki motorlara bağlı bir zaman gecikmesi rölesi negatif basınç ve ortam basıncı arasındaki geçiş için kullanılır. Zaman geciktirme rölesi vekilleri açın ve odacık ve vakum arasında bir vanayı kapatmak için bir sabit aralıklarla motorlara voltaj. Bu durumda kabaca kare dalga bir LBNP odası basıncı dalga oluşturur. İstediğiniz OLBNP frekansa çevrim süresini ayarlayın. </li><li> Değişken Trafo ve Vakum: mekanik vana standart bir ev elektrikli süpürge takın. Gerilimi sağlayan bir değişken transformatör içine vakum takınVakum kontrol edilecek. Elektrikli süpürge açın ve elde hedef LBNP basıncı (örneğin, 30 mmHg) kadar değişken transformatör ayarlayın. </li><li> Arter Kan Basıncı: takın non-invaziv photoplethysmographic arter basıncı manşetleri (örneğin, Portapres, Finapres) Bir elin parmak (lar). Ters kol brakiyal arterden osilometrik baskılara basıncı karşılaştırarak doğruluğunu sağlamak. </li><li> 2 MHz İçi Doppler ve Yoklama Tespit Cihazı <ol><li> Tapınağın (yani, Transtemporal pencere) de orta serebral arter M1 segmenti insonate için 2 MHz nabız dalga Doppler probu kullanın. </li><li> Sinyalin spektral yoğunluğunu arttırmak için prob açısı, İnsonasyon derinliğini (~ 55 mm), kazanç ve iletim gücünü Alter. </li><li> Hareket artefakt gönüllü hareket olarak sinyal içine değil, böylece (yani, bir kafa bandı) hiçbir geri olan bir tespit cihazı kullanarak yerine Doppler probu FixNegatif basınç salınımları ile s. NOT:. Beyin kan akımı tek taraflı veya çift taraflı olarak ölçülebilir, ancak serebral otoregülasyonun fark felç veya travmatik beyin hasarı gibi lokalize yaralanma olmadığı sürece hemisfer arasında beklenen 20 </li></ol></li><li> Süresi Doldu CO 2: süresi dolmuş CO 2 izlemek için kızılötesi CO 2 analizörü bağlı bir burun kanülü kullanın ve sadece burundan nefes konuyu söyleyin. Derin etkisi göz önüne alındığında arteriyel CO 2, her çalışma boyunca serebral kan akımı, 21 monitör CO 2 sahiptir. </li></ol></li><li> Veri Toplama <ol><li> Arter basıncı, serebral kan akımı, LBNP odası basıncı dijital dönüşüm analog kurmak, ve kanal başına 50 Hz en az elde CO 2 doldu. 1 kHz EKG Edinme. NOT: daha düşük frekans bilgileri (≤0.07 Hz) ile sonraki analiz fırsatlar iken, csinyallerin kalitesini izlemek için ritical bir çalışma sırasında edinilecek. 50 Hz örnekleme oranı, kan basıncı ve eserin tespiti için serebral kan akımının doğru görselleştirme sağlayacaktır. </li></ol></li><li> Salınım LBNP Protokolü <ol><li> Vakum açın ve tank basıncı -30 mmHg kararlı olduğundan emin olun. </li><li> 0.03 Hz OLBNP için 33 sn Set tekrar çevrimi sayacı. </li><li> Optimum sinyal sağlamak için Doppler probu (ler) ayarlayın. </li><li> PPR tahminleri yeterli güveni sağlamak için en az 15 döngü (0.03 Hz 500 sn) için veri elde. Bundan başka, bir sinyal-gürültü oranını geliştirmek gibi zaman izin verdiği takdirde, bu daha fazla veri toplar. </li><li> Tekrar döngüsü zamanlayıcı süresini değiştirerek 0.03 Hz 0.08 Hz arasında herhangi frekanslar için yukarıdaki adımları tekrarlayın. NOT: sırayla frekansları uygulayın, ancak rastgele konular arasında başlangıç ​​frekansı değişir. </li></ol></li></ol> 2. Projeksiyon Takip Regresyon (PPR) <ol><li> Veri Önişleme <ol><li> Kırım ve Alçak-geçiren Filtreleme <ol><li> Matlab açın. Komut yazın &quot;data = resample (SR verileri, 1/5)&quot; 5 Hz arter basıncı ve serebral kan akımını kırıp (SR orijinal örnekleme oranı olduğu). NOT: İsteğe bağlı olarak, 0.4 Hz&#39;lik bir kesim ile low-pass filtre (19 inci sırası Chebyshev Tip II). filtreleme sonraki işleme verilen, gereksiz, ama bazen gürültülü arter basıncı ve serebral kan akımı sinyallerinin tepe tespiti güvenmeyin ortalama dalga formları oluşturur. </li></ol></li><li> Artifact Kaldırma <ol><li> Bir kılavuz olarak orijinal olmayan kesilmiş dalga formları kullanarak, eserler ile sinyallerin herhangi bölümleri kaldırmak ve doğrusal enterpolasyon. Bu bölümler kayıt dönemi fazla% 10&#39;unu ise, tamamen kayıt atın. NOT: Bu noktada, dalga uygun bir şekilde transfer fonksiyonu analizi gibi geleneksel lineer yaklaşımlar için işlenir.</li></ol></li><li> Bant geçiren Filtreleme <ol><li> Matlab yazın: [B, A] = cheby1 (1,1, [F - 0.005 F + 0.005] / (SRD / 2)) veri = filtfilt (B, A, detrend (veri, &#39;doğrusal&#39;) bant için -Pass OLBNP sıklığı etrafında F baskın OLBNP frekansı (Şekil 2) (geçiş bandı dalgalanma 1 dB ile 1. dereceden Chebyshev Tip I) basınç filtre ve ± 0.005 Hz bandında akış, SRD kırıp örnekleme oranı (5 Hz adım 2.1.1 sonra), ve &quot;veri&quot; kırıp sinyali (arteriyel basınç veya akış) &#39;dir. Not: Bu, potansiyel bir girişimi en aza indirir ve daha sonra PPR analizi, sinyal-gürültü oranı artar. Baskın tansiyon dalgalanması daha düşük vücut negatif basınç salınım frekansında meydana gelmesine rağmen, sinyallerin rastgele gürültü basınç-akım ilişkileri türetme engel olabilir. Band geçiren filtreleme olmadan Sonuçları niteliksel benzer ama yüzde Varyans e olacakxplained (yani, R, 2) daha düşük olacaktır. 19 </li></ol></li></ol></li><li> Projeksiyon Pursuit Regresyon Tahmini NOT: R Dili ve Çevre İstatistik Computing için yerleşik işlev &#39;ppr&#39; kullanarak, ve / veya arteriyel basınç serebral akış ilişkisi için bir tek sırt fonksiyon (M = 1) oluşturmak, diğer platformlara özel yazılmış fonksiyonlar yoluyla . <ol><li> Matlab komut &quot;CVLabPPR (basınç, debi)&quot; girin. XXX 3 harfli çalışma kodu XXXYYY olarak Çalışma kimliğini girin ve YYY konusu kimliği için üç sayısal karakter. YYYY-AA-GG: Aşağıdaki biçimde Çalışma Tarihi girin. Sayısal ölçüm # girin (örneğin, &quot;1&quot; gün 1 için). </li><li> APM (sanat-line için finapress veya AL için FP girin) girin. Gemi (MCA, ACA, veya PCA) girin. Sorguya &quot;y&quot; veya &quot;n&quot; Enter &quot;Eğer sağ MCA ölçümleri var mı?&quot; Enter &quot;y &amp;# 8221; veya sorguya &quot;n&quot; &quot;MCA ölçümleri yapmamışlar mı?&quot; Not: <img alt="Denklem 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51082/51082eq1.jpg" width="300" /> Ve çıkış (y t - - serebral kan akımı) bir doğrusal otoregresif transfer fonksiyonu (Denklem 1. parantez içinde vadeli) - Her bir giriş (arteriyel kan basıncı x t) parametrik olmayan çekirdek fonksiyonları (k m geçirilir; &#39;sırt denir ortalama minimize ederek belirlenir fonksiyonlar &#39;) hata kare. Projeksiyon takip regresyon (yani, M&gt; 1) Birden fazla sırt fonksiyonu içerebilir. Ancak, ortalama kare hata azaltacaktır olsa, bunun nedeni aralarındaki potansiyel etkileşimler sırt fonksiyonlarının yorumunu gizleyebilir. Birincil amacı arter basıncı ve serebral kan akımı o ca arasında bir ilişki elde etmek olduğundann, fizyolojik olarak yorumlanmalıdır PPR tek çubuk fonksiyonu (M = 1) için sınırlanmalıdır. </li><li> Parçalı Doğrusal Parameterization. Sonraki istatistiksel analiz (Şekil 3) için bir parçalı doğrusal fonksiyonu olarak sırt fonksiyonu parameterize. Matlab için, Bruno Luong Serbest-düğüm spline yaklaşım kullanın. Komutu &quot;BSFK (x, y, k, nknots)&quot; Giriş burada doğrusal bir uyum için, k = 2 ve nknots üç bölgede = 3. . NOT: arteriyel basınç-akım ilişkisi beyin değişiklikleri ve ilişki yaklaşık lineer burada aralıkları 3 sonuçların bir şemasını göstermektedir burada bu noktaları tanımlar. her bölge içindeki basınç, akış ilişkisi kazancı (yani, doğrusal eğim) bu bölge içinde serebral otoregülasyonda etkinliğinin bir ölçüsünü sağlar. Daha düşük kazanç yüksek kazanç daha pasif fl işaret ise basınç dalgalanmalarının daha etkili karşı-düzenleme gösterirBasınç değişiklikleri ow tepkiler. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Strandgaard, S., Paulson, O. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+autoregulation.">Cerebral autoregulation.</a> Stroke. 15, 413-416 (1984).</li><li>Lassen, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+blood+flow+and+oxygen+consumption+in+man.">Cerebral blood flow and oxygen consumption in man.</a> Physiol. Rev. 39, 183-238 (1959).</li><li>Symon, L., Held, K., Dorsch, N. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+regional+autoregulation+in+the+cerebral+circulation+to+increased+perfusion+pressure+in+normocapnia+and+hypercapnia.">A study of regional autoregulation in the cerebral circulation to increased perfusion pressure in normocapnia and hypercapnia.</a> Stroke. 4, 139-147 (1973).</li><li>Rapela, C. E., Green, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autoregulation+of+Canine+Cerebral+Blood+Flow.">Autoregulation of Canine Cerebral Blood Flow.</a> Circ. Res. 15, 205-212 (1964).</li><li>Aaslid, R., Markwalder, T. M., Nornes, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+transcranial+Doppler+ultrasound+recording+of+flow+velocity+in+basal+cerebral+arteries.">Noninvasive transcranial Doppler ultrasound recording of flow velocity in basal cerebral arteries.</a> J. Neurosurg. 57, 769-774 (1982).</li><li>Aaslid, R., Lindegaard, K. F., Sorteberg, W., Nornes, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+autoregulation+dynamics+in+humans.">Cerebral autoregulation dynamics in humans.</a> Stroke. 20, 45-52 (1989).</li><li>Newell, D. W., Grady, M. S., Sirotta, P., Winn, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+brain+death+using+transcranial+Doppler.">Evaluation of brain death using transcranial Doppler.</a> Neurosurgery. 24, 509-513 (1989).</li><li>Hamner, J. W., Cohen, M. A., Mukai, S., Lipsitz, L. A., Taylor, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+indices+of+human+cerebral+blood+flow+control:+responses+to+augmented+blood+pressure+oscillations.">Spectral indices of human cerebral blood flow control: responses to augmented blood pressure oscillations.</a> J. Physiol. 559, 965-973 (2004).</li><li>Blaber, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complexity+of+middle+cerebral+artery+blood+flow+velocity:+effects+of+tilt+and+autonomic+failure.">Complexity of middle cerebral artery blood flow velocity: effects of tilt and autonomic failure.</a> Am J Physiol. 273, 2209-2216 (1997).</li><li>Diehl, R. R., Linden, D., Lucke, D., Berlit, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+blood+pressure+oscillations+and+cerebral.">Spontaneous blood pressure oscillations and cerebral.</a> 8, 7-12 (1998).</li><li>Panerai, R. B., Rennie, J. M., Kelsall, A. W., Evans, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency-domain+analysis+of+cerebral+autoregulation+from+spontaneous+fluctuations+in+arterial+blood+pressure.">Frequency-domain analysis of cerebral autoregulation from spontaneous fluctuations in arterial blood pressure.</a> Med. Biol. Eng. Comput. 36, 315-322 (1998).</li><li>Zhang, R., Zuckerman, J. H., Levine, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deterioration+of+cerebral+autoregulation+during+orthostatic+stress:+insights+from+the+frequency+domain.">Deterioration of cerebral autoregulation during orthostatic stress: insights from the frequency domain.</a> J. Appl. Physiol. 85, 1113-1122 (1998).</li><li>Wolthuis, R. A., Bergman, S. A., Nicogossian, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+effects+of+locally+applied+reduced+pressure+in.">Physiological effects of locally applied reduced pressure in.</a> 54, 566-595 (1974).</li><li>Esch, B. T., Scott, J. M., Warburton, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+a+lower+body+negative+pressure+chamber.">Construction of a lower body negative pressure chamber.</a> Adv. Physiol. Educ. 31, 76-81 (2007).</li><li>Brown, C. M., Dutsch, M., Ohring, S., Neundorfer, B., Hilz, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+autoregulation+is+compromised+during+simulated+fluctuations+in+gravitational+stress.">Cerebral autoregulation is compromised during simulated fluctuations in gravitational stress.</a> Eur. J. Appl. Physiol. 91, 279-286 (2004).</li><li>Hidaka, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noise-enhanced+heart+rate+and+sympathetic+nerve+responses+to+oscillatory+lower+body+negative+pressure+in+humans.">Noise-enhanced heart rate and sympathetic nerve responses to oscillatory lower body negative pressure in humans.</a> J. Neurophysiol. 86, 559-564 (2001).</li><li>Tzeng, Y. C., Chan, G. S., Willie, C. K., Ainslie, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determinants+of+human+cerebral+pressure-flow+velocity+relationships:+new+insights+from+vascular+modelling+and+Ca(2)(+)+channel+blockade.">Determinants of human cerebral pressure-flow velocity relationships: new insights from vascular modelling and Ca(2)(+) channel blockade.</a> J. Physiol. 589, 3263-3274 (2011).</li><li>Zhang, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autonomic+neural+control+of+dynamic+cerebral+autoregulation+in+humans.">Autonomic neural control of dynamic cerebral autoregulation in humans.</a> Circulation. 106, 1814-1820 (2002).</li><li>Tan, C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+the+characteristic+relationship+between+arterial+pressure+and+cerebral+flow.">Defining the characteristic relationship between arterial pressure and cerebral flow.</a> J. Appl. Physiol. 113, 1194-1200 (2012).</li><li>Schmidt, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Symmetry+of+cerebral+hemodynamic+indices+derived+from+bilateral+transcranial+Doppler.">Symmetry of cerebral hemodynamic indices derived from bilateral transcranial Doppler.</a> J. Neuroimaging. 13, 248-254 (2003).</li><li>Paulson, O. B., Strandgaard, S., Edvinsson, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+autoregulation.">Cerebral autoregulation.</a> Cerebrovasc. Brain. Metab. Rev. 2, 161-192 (1990).</li><li>Hamner, J. W., Morin, R. J., Rudolph, J. L., Taylor, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inconsistent+link+between+low-frequency+oscillations:+R-R+interval+responses+to+augmented+Mayer+waves.">Inconsistent link between low-frequency oscillations: R-R interval responses to augmented Mayer waves.</a> J. Appl. Physiol. 90, 1559-1564 (2001).</li><li>Hamner, J. W., Tan, C. O., Tzeng, Y. C., Taylor, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholinergic+control+of+the+cerebral+vasculature+in+humans.">Cholinergic control of the cerebral vasculature in humans.</a> J. Physiol. 590, 6343-6352 (2012).</li><li>Hamner, J. W., Tan, C. O., Lee, K., Cohen, M. A., Taylor, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sympathetic+control+of+the+cerebral+vasculature+in+humans.">Sympathetic control of the cerebral vasculature in humans.</a> Stroke. 41, 102-109 (2010).</li><li>Narayanan, K., Collins, J. J., Hamner, J., Mukai, S., Lipsitz, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+cerebral+blood+flow+response+to+orthostatic+stress+from+resting+dynamics:+effects+of+healthy+aging.">Predicting cerebral blood flow response to orthostatic stress from resting dynamics: effects of healthy aging.</a> Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 281, 716-722 (2001).</li><li>Lieshout, J. J., Secher, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Point:Counterpoint:+Sympathetic+activity+does/does+not+influence+cerebral+blood+flow.+Point:+Sympathetic+activity+does+influence+cerebral+blood+flow.">Point:Counterpoint: Sympathetic activity does/does not influence cerebral blood flow. Point: Sympathetic activity does influence cerebral blood flow.</a> J. Appl. Physiol. 105, 1364-1366 (2008).</li><li>Taylor, J. A., Carr, D. L., Myers, C. W., Eckberg, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+underlying+very-low-frequency+RR-interval+oscillations+in+humans.">Mechanisms underlying very-low-frequency RR-interval oscillations in humans.</a> Circulation. 98, 547-555 (1998).</li><li>Giller, C. A., Mueller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linearity+and+non-linearity+in+cerebral+hemodynamics.">Linearity and non-linearity in cerebral hemodynamics.</a> Med. Eng. Phys. 25, 633-646 (2003).</li><li>Friedman, J. H., Stuetzle, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Projection+pursuit+regression.">Projection pursuit regression.</a> Am. Stat. Assoc. 76, 817-823 (1981).</li><li>Friedman, J. H., Tukey, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+projection+pursuit+algorithm+for+exploratory+data+analysis.">A projection pursuit algorithm for exploratory data analysis.</a> IEEE Trans. Comp. 23, 881-889 (1974).</li><li>Claassen, J. A., Levine, B. D., Zhang, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+cerebral+autoregulation+during+repeated+squat-stand+maneuvers.">Dynamic cerebral autoregulation during repeated squat-stand maneuvers.</a> J. Appl. Physiol (1985). 106, 153-160 (2009).</li><li>Taylor, J. A., Myers, C. W., Halliwill, J. R., Seidel, H., Eckberg, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sympathetic+restraint+of+respiratory+sinus+arrhythmia:+implications+for+vagal-cardiac+tone+assessment+in+humans.">Sympathetic restraint of respiratory sinus arrhythmia: implications for vagal-cardiac tone assessment in humans.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 280, 2804-2814 (2001).</li><li>Aries, M. J., Elting, J. W., De Keyser, J., Kremer, B. P., Vroomen, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+autoregulation+in+stroke:+a+review+of+transcranial+Doppler+studies.">Cerebral autoregulation in stroke: a review of transcranial Doppler studies.</a> Stroke. 41, 2697-2704 (2010).</li><li>Rangel-Castilla, L., Gasco, J., Nauta, H. J., Okonkwo, D. O., Robertson, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+pressure+autoregulation+in+traumatic+brain+injury.">Cerebral pressure autoregulation in traumatic brain injury.</a> Neurosurg. Focus. 25, 7 (2008).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Kesinlikle tanımlanması girdi-çıktı ilişkileri (bu durumda, basınç) giriş çıkış aktif yanıtını gözlemlemek için yeterince geniş yelpazesinde değişir gerektirebilir. Ancak, kendiliğinden meydana gelen basınç dalgalanmaları serebral otoregülasyonda frekanslarda içinde genlik son derece tutarsız ve küçük. 27 Bu basınç kendiliğinden değişiklikler ve yüksek korelasyon dönemleri ve son derece düşük korelasyon dönemleri ile bir ilişki göstermektedir akış nedenidir ve salınımların olduğu serebral kan akımı görünürde hiçbir belirgin tansiyon sürücü ile görüntülenir. 28 OLBNP 22 serebral kan akımı tepkilerini belirlemek üzere değişen frekans ve genliğin tutarlı arteriyel basınç salınımları oluşturmak için önemli bir teknik sağlamaktadır. Benzer bir prob sağlayabilir diğer yaklaşımlar olabilir rağmen, bu yaklaşım frekansa ve / veya genlik-bağımlı bir ilişki bahis titiz test için izin verirween arter basıncı ve serebral kan akım hızı. Serebral otoregülasyonun için potansiyel ölçüm araçları keşfetmek önceki araştırma arter basıncı ve serebral kan akımı (örneğin, transfer fonksiyonu analizi) arasındaki ilişkinin doğrusal modeller kullandık. Basınç salınımları, yani nispeten hızlı olduğunda basınç ve hiçbir nemlendirme değişiklikleri akış arasında yakın bir doğrusal ilişki&gt; ~ 10 sn, görülmektedir. Ancak, yavaş salınımlar (&gt; ~ 20 sn) basıncı arasında bir ilişki doğurmak ve bu giderek daha az doğrusal ilişkili hale akar. 8,24 ilişki son derece doğrusal ilişkili değilse (düşük R 2, düşük çapraz spektral tutarlılık) kimse herhangi birşey olabilir Böyle transfer fonksiyonu kazanç ve faz olarak lineer önlemlerin doğruluğu güven. doğrusal ilişkinin olmaması serebral otoregülasyonda karakteristik önemli doğrusal olmayan varlığına işaret etmektedir. Aslında, doğası gereği, autoregulatilineer yaklaşımlarla karakterizasyonu için uygun değildir; Doğrusal yaklaşım otoregülasyonun varlığını veya yokluğunu gösterir, ancak özellikleri ve etkinliğini tarif edemez. Onların basitlik lineer yöntemlere benzer ama o giriş (basınç) ve çıkış (akış) değişkenler arasındaki doğrusal olmayan ilişkileri değerlendirmek yöntemler vardır. Projeksiyon peşinde regresyon sadece bir a priori bir model oluşturmalıdır veya giriş-çıkış ilişkisi içinde doğrusallığını almaz bir parametrik olmayan, atheoretical, çoklu regresyon yöntemi 29,30 olduğunu. Bunlar tam olarak anlaşılır bir sistem karakterize net avantajlar vardır. Bununla birlikte, yüzde varyans artacak birden fazla sırt fonksiyonu kullanılarak açıklanmıştır fakat karakteristik ilişkilerin fizyolojik yorumlanması engellemeyecek pahasına unutulmamalıdır. Bu nedenle, çıkıntı takip regresyon tek sırt fu sınırlı önerilirnction. Bununla birlikte, bir tek sırt fonksiyonu ile özetlenen PPR yaklaşımı arter basıncı ve serebral kan akımı arasındaki ilişki varyansın önemli bir kısmını açıklamak ve bireyler arasında tutarlı karakteristik doğrusal olmayan ilişkiyi ortaya çıkarabilir. Sınırlamalar ve Olası Değişiklikler Salınım alt vücut negatif basınç özel ve rahatsızlık verici ekipman ve prosedürleri gerektirir ve böylece klinik tabanlı değerlendirmeler için uygun değildir. Bu yeterli uzunlukta kayıtları istirahat serebral otoregülasyonda PPR analizi için yeterli veri sağlayabilir mümkündür. Ancak, önceki çalışma verilerini istirahat projeksiyon peşinde regresyon 0.03 Hz OLBNP verilerinin analizinde daha kötü performans gösterdi. 0.03 Hz OLBNP istirahat esnasında sayısal basınç-akım ilişkileri ile ilgili olmasına rağmen, 19 mütevazı yazışmalar sadece anlaşılacağı basınç-akım ilişkileriniz ogeri kalanı tahmin ips güvenilir 0.03 Hz OLBNP türemiş olanlar yansıtmayabilir. Bir çözüm yavaş, derin nefes eucapnic veya tekrarlanan bodur-standı manevralar yoluyla otoregülasyonundaki frekansları içinde tutarlı ve daha büyük genlik basınç dalgalanmalarını oluşturmak olabilir. Bu yöntemler, serebral kan akışı tepkileri gözlemlemek için yeterince geniş bir yelpazede değişiklikler sağlayabilir güvenilir bir geniş basınç dalgalanmalarını oluşturmak için gösterilmiştir. 31,32 Ortalama, projeksiyon peşinde regresyon arter basıncı ve serebral akım dalgalanmaları arasındaki ilişkinin önemli miktarda açıklayabilir rağmen, varyans bazı durumlarda (~% 6 19) düşük olabilir açıkladı. Düşük performans frekansı ve tidal volüm kontrollü değilse desenleri nefes, örneğin, elde edebileceğini. Ancak her fizyolojik bir test bazı sapkın gözlemler vardır ve bu yaklaşım bir istisna değildir. ~ 1 20 gözlemleri Kötü ölçümler gerektiği hayırt yaklaşımın potansiyel yarar zarar. Gelecek Uygulamalar / Sonuçlar karakteristik basınç-akım ilişkisi inme 33 ve travmatik beyin hasarı gibi bazı patofizyolojik koşullarda değişmiş olabilir. 34 doğru ilişkiler klinik ortamda elde edilebilir olsaydı, serebral otoregülasyonda projeksiyon peşinde regresyon geniş bir uygulama var ve bir olarak yararlı olabilir değerlendirme aracı nerede OLBNP mevcut değildir. Çok basit manevralar (örneğin, derin nefes alma, uyluk manşet, sit-to-stand) ve / veya uzun süreli dinlenme kayıtları verilerini OLBNP karşılaştırılabilir serebral otoregülasyonun türetmek için dava edilebilir basınç-akım ilişkisi neden olabilir mümkündür. Bununla birlikte, farklı düzenleyici sistemlerin ve otoregülasyonundaki doğrusal olmayan katkıları laboratuvar tabanlı belirlenmesi serebrovasküler kontrol özgü bilgi sağlar ve dia izin verebilirserebral otoregülasyonun (örneğin, travmatik beyin hasarı sonrası) patofizyolojik değişikliklerin marifet.

süreç serebral perfüzyon ile hangi &quot;. serebral otoregülasyonun&quot; olarak bilinen beyin akış yanıtları 1 Orijinal gözlemler sistemik baskıların geniş bir yelpazede üzerinde sabit tutulur günlük düzenlenmesi için büyük önem taşımaktadır arter basıncında değişikliklere karşı bir karşı-düzenleme desteklenmektedir serebral perfüzyon. Otoregülasyonundaki karakterizasyonu sürekli, kontrollü hipo ve hipertansiyon çalışmalara dayanmaktadır olmasına rağmen, 2,3 direniş basınç kaynaklı değişiklikler 10 ila 90 saniye değişiklikleri kapsayan &#39;bir salınım süreci&#39; 3 olduğu kabul edilmiştir. 4 Dahası, içinde Geçtiğimiz iki yıl, temeli 5 serebral akım sadece bir kaç kalp atım gibi kısa sürelerle düzenlendiğini göstermiştir beat-by-beat bir. 6,7 serebral kan akış hızı ölçümü Bu beat-by-beat verileri etkili olduğunu düşündürmektedir Basınç değişiklikleri karşı akış nemlendirme gerçekleşir~ 15 sn gibi kısa süreler ve daha uzun süreler boyunca giderek artar. 8 Böylece, yüksek geçiş filtresi olarak basınç ve akış fonksiyonları arasındaki ilişki 7,9-12 kan basıncı yavaş değişiklikler etkin bir körelmiş ve hızlı salınımlar geçmek burada Nispeten etkilenmemiş aracılığıyla. serebral otoregülasyonda frekans bağımlılığını karakterize primer zorluk ilgi frekansları etrafında arter basıncında belirgin spontan dalgalanmaların olmaması (daha az ~ 0.07 Hz veya ~ 15 sn) &#39;dir. Yeterince büyük basınç salınımları olmadan, bir doğru serebral kan akımı yanıtı ölçmek mümkün değil. Laboratuvarımız salınımlı düşük vücut negatif basınç (OLBNP) olarak bilinen bir teknik kullanarak bu sınırlama ile vurmuştur. Bu durum, düşük venöz transmural basınç tankında negatif basınç seviyesi ile orantılı kaudal venöz kan değiştirmesine oluşturur. Ne zaman negatif pressubelirli aralıklarla uygulanır yeniden, OLBNP frekansta arter basıncı dalgalanmaları santral venöz dönüş sonucu salınımlar. Bu yaklaşım, farklı laboratuarlarda arasında çeşitli çalışmalarda kullanılmıştır. 8,14-17 Bunun nedeni azalmış venöz basınç transmural tank içinde negatif basınç seviyesine orantılı kaudal venöz kan hacmi vardiya oluşturur. Negatif basınç belirli aralıklarla uygulandığında, santral venöz karşılığında salınımlar OLBNP frekansta arter basıncı dalgalanmaları sonucu. Bu yaklaşım, farklı laboratuarlarda arasında çeşitli çalışmalarda kullanılmıştır. 8,15-18 Hatta ilgi frekansları etrafında arter basıncında belirgin dalgalanmalar oluşturabilir bir yaklaşımla, bir komplike bir faktör var: serebral otoregülasyonun nonlineerliğin önemli kanıtlar özellikle düşük frekanslarda, orada 8 Üstelik, hiçbir güçlü teorik rehber vardır.serebral otoregülasyonun mevcut doğrusalsızlıklarıyla doğası gibi. Dolayısıyla, biz bir atheoretical kullanmak, bizim analiz Projeksiyon Takip Regresyon (PPR) olarak bilinen veri güdümlü bir yöntem. 19 PPR bu doğrusalsızlıklarıyla doğaya herhangi bir önsel varsayımlar olmadan sisteme içkin doğrusal olmayan ilişkileri karakterize bir parametrik olmayan bir yöntemdir. Bu kimin fizyolojisi henüz açık doğrusal olmayan modellerin tarafından tanımlanan olmayan bir sistem yakalamak için bir karar avantajı olduğunu. PPR serebral otoregülasyonda karakteristik doğrusal olmayan ilk 1959 yılında Lassen tarafından açıklanan &quot;klasik otoregülatör eğrisi&quot; (Şekil 1). Olduğunu 2,19 benzer olduğunu ortaya koymaktadır, serebral kan akımı arteriyel basıncı belirli bir aralık içinde nispeten sabit kalır, ancak pasif bu aralığın dışında bir doğrusal bir şekilde izler. Tansiyon dalgalanması yavaş hale geldikçe bu şekil daha belirgin hale gelir. Bu nedenle, lineer analiz tam interroga yetersiz olduğunuLineer teknikleri te serebral otoregülasyon ve güven olasılıkla önemli bilgiler özlüyor. Bu makalede detaylı olarak biz sağlık ve hastalık serebral otoregülasyonun karakterize kullanmak, her iki veri toplama (OLBNP laboratuvar kullanımı) ve analiz (PPR) yaklaşım.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="687">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Device</td>
			<td style="width:185px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Product</td>
			<td style="width:167px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Transcranial Doppler Ultrasound</td>
			<td style="width:185px;">Compumedics DWL</td>
			<td style="width:119px;">Multi-Dop X digital</td>
			<td style="width:167px;">&#160;2 MHz probe</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">ECG and Brachial BP</td>
			<td style="width:185px;">GE</td>
			<td style="width:119px;">Dash 2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">LBNP Tank</td>
			<td style="width:185px;">U. of Iowa Bioengineering</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Custom Built</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Mechanical Valve</td>
			<td style="width:185px;">U. of Iowa Bioengineering</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Custom Built</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Repeat Cycle Timer</td>
			<td style="width:185px;">Macromatics</td>
			<td style="width:119px;">TR-50826-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Pressure Transducer</td>
			<td style="width:185px;">Gould</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Photoplethysmographic finger pressure monitor</td>
			<td style="width:185px;">Finapres Medical Systems</td>
			<td style="width:119px;">Finometer PRO</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">CO2 gas analyzer</td>
			<td style="width:185px;">VacuMed</td>
			<td style="width:119px;">#17515 CO2 Analyzer, Gold Edition</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Data acquisition system</td>
			<td style="width:185px;">AD Instruments</td>
			<td style="width:119px;">Data Acquisition Systems - PowerLab</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing cerebral autoregulation via oscillatory lower body negative pressure and projection pursuit regression

serebral perfüzyon sistemik geniş bir basınç aralığında sabit tutulur süreçtir. &quot;serebral otoregülasyonun&quot; olarak bilinen basınç değişimlerine karşı akım etkili söndürme 15 saniye ~ kadar kısa bir süre içinde meydana gelir ve uzun zaman süreleri zarfında tedricen daha büyük hale gelir. Böylece, kan basıncı yavaş değişiklikler etkin bir körelmiş ve hızlı değişiklikler veya dalgalanmalar serebral kan akımı yoluyla nispeten etkilenmemiş geçmektedir. serebral otoregülasyonda frekans bağımlılığını karakterize primer zorluk ilgi frekansları etrafında arter basıncında belirgin spontan dalgalanmaların olmaması (daha az ~ 0.07 Hz veya ~ 15 sn) &#39;dir. Salınım alt gövde negatif basınç (OLBNP) OLBNP frekansta arteriyel basınç dalgalanmaları sonucu santral karşılığında osilasyonları üretmek için kullanılabilecektir. Ayrıca, Projeksiyon Takip Regresyon (PPR) characteriz için parametrik olmayan bir yöntem sağlarE doğrusal olmayan bir önsel varsayımlar olmadan sisteme içkin ilişkiler ve serebral otoregülasyonda karakteristik olmayan lineer ortaya koymaktadır. OLBNP negatif basınç salınımları sıklığı yavaş olmak gibi arter basıncında daha büyük dalgalanmalar oluşturur; Ancak, serebral kan akımında dalgalanmalar giderek daha az olur. Bu nedenle, PPR altında OLBNP 0.05 Hz frekansları ve (20 sn döngüleri) de giderek daha belirgin otoregülatör bölgeyi gösterir. bu basınç ve serebral akış arasındaki karakteristik doğrusal olmayan ilişki laboratuar tabanlı tespitine imkan vermek ve fizyolojik değişikliklere yanı sıra entegre serebrovasküler kontrolü eşsiz fikir verebilir bu yaklaşımın amacı travmatik beyin hasarı, inme sonrası örneğin serebral otoregülasyonun (engelli altında yatan , vs.).

120 mmHg 17 kadar, 10 mmHg 22 OLBNP genlikleri arteriyel basınç dalgalanmalarını artırmak için kullanılmıştır, ancak 30 mmHg OLBNP 23,24 ve cerebrovasculature düzenleyici kapasitesinin ötesinde yeterlidir. 17 OLBNP sonuçları bu seviyede kan basıncı salınımları o ayakta oturmuş gelen giderken meydana gelen kan basıncı değişiklikleri daha büyük değildir 0.03 Hz, en büyüklük yaklaşık 15-20 mmHg bulunmaktadır. 25 OLBNP arteriyel basınç dalgalanmalarını üretebilir, içinde aralığı bazı sınırlamalar vardır. Otoregülasyonu 0.07 Hz ve yavaş ~ sadece aktif, yani üst limit söz konusu değildir. Ancak 0.03 Hz altındaki düşük frekanslı titreşimler üretmek zorluk döngüsü bitmeden kardiyovasküler sistem LBNP kaynaklı kan basıncı değişikliklerine karşı karşı-regüle olmasıdır. Şekil 4 de görüldüğü gibi, 0.025 Hz OLBNP biz aslında büyük zirve görmek0.05 Hz arter basıncı salınımlar. Onlar otoregülatör fonksiyonu bir dizi temsil beri serebral otoregülasyonda frekans tepkisi (otoregülasyon aktif olduğu içinde zaman ölçekler, 23,24 0,03 Hz ve 0.08 Hz OLBNP yeterli tanımlamak için 0.03 Hz 0.08 Hz karakterize edilebilir iken, yani bir hiçbiri belirgin otoregülatör bölge veya mütevazı bir bir). Negatif basınç salınımları sıklığı yavaş olmak gibi OLBNP arter basıncında daha büyük dalgalanmalar oluşturur. 5 0.03 Hz (33 sn döngüleri) 0,08 Hz (12.5 sn döngüleri) den OLBNP ile arter basıncı ve buna bağlı serebral kan akımı dalgalanmaları göstermektedir. Daha yüksek frekanslarda, serebral kan akışı kan basıncı ile uyum içinde değişmektedir. PPR bu gösterir; 0.08 Hz, 0.07 Hz (14 sn döngüleri), ve 0.0 yüksek frekanslarda arter basıncı ve serebral kan akımı arasında orantılı bir doğrusal ilişki vardır6 Hz (16.6 sn döngüleri). Arteriyel basınç dalgalanmaları daha büyük hale olsa OLBNP yavaş frekanslarda, serebral kan akımında dalgalanmalar giderek daha etkin nemlendirilmiş edilir. Bu nedenle, PPR 0.03 Hz, 0.04 Hz (25 sn döngüsü) için, 0.05 Hz (20 sn döngüleri) den OLBNP frekanslarda giderek daha belirgin otoregülatör bölgeyi gösterir. Gösterilen örnekte, 0.03 Hz PPR eğrisi açıkça Lassen (Şekil 1) tarafından açıklanan &quot;klasik otoregülatör eğrisi&quot; benzer. Daha önce salınım frekansı daha düşük hale gelir, bu gözlem arteriyel basınç dalgalanmaları büyüklüğünde artış sadece açıklanamaz göstermiştir. Biz önce biz açıkça otoregülatör aralığı ve basınç dalgalanmalarının büyüklüğü arasında bir potansiyel ilişkiyi keşfetmek değildi, biz yeniden OLBNP (basınç dalgalanmaları böylece, farklı büyüklük). 19 farklı büyüklüklerde sırasında 48 kişiden verilere PPR uyguladığınıztaşıdık otoregülatör aralığında değişim sadece ~% 6 olduğunu söyledi. Böylece, bizim daha önceki sonuçlar açık bir şekilde frekans ile PPR eğrisi değişim tam basınç dalgalanmaları büyüklüğünde bir değişiklik ile açıklanamaz göstermektedir. Aynı çalışmada, biz otoregülasyonundaki PPR karakterizasyonu ayrı oturumlar boyunca tekrarlanabilir olup olmadığını değerlendirdi. Bu analiz 0.03 Hz OLBNP sırasında otoregülatör aralığının eğimi (Lin&#39;in Uyum = 0.96, p &lt;0.001) ve böylece doğrusal olmayan basınç-akım ilişkisi çalışma günlerinde genelinde tutarlı değişiklik olmadığını gösterdi. Serebrovasküler yatakta iyi sempatik sinir lifleri tarafından innerve olmasına rağmen, otoregülasyonun rolleri yaygın olarak kabul edilmemiştir. 26 Bu nedenle, daha önceki bazı iş serebrovasküler otoregülasyonun sempatik sinir sisteminin potansiyel rolünü araştırdı. 24 Biz açık bir rol buldu sempatik serebral akışını düzenleyen sistem, ama biz were 6 (taban) önce verilere PPR uygulamasından sonuçlarını göstermektedir. otoregülasyonun nedeniyle karakterize etmek için doğrusal yöntemler sınırlamaları ilişkisi sempatik etkilerin ortadan kalkmasıyla nasıl değiştiğini karakterize edebilmek ve 0.05 Hz sırasında sempatik blokajı sonrasında değil. Genel eğri belirgin olarak daha fazla doğrusal olur. Ayrıca, otoregülasyonunda en belirgin 0.03 Hz veri PPR analizi otoregülatör bölgenin aralığı değişmeden kalır, fakat bu bölgede artar içinde eğim, (Şekil 7) daha az etkili otoregülasyonun yansıtan göstermiştir. <img alt="Şekil 1," src="/files/ftp_upload/51082/51082fig1highres.jpg" /> Şekil 1. Statik artışları arasındaki ilişki türetilmiştir ve basınç ve kararlı hal serebral kan akımı azalır &#39;klasik&#39; otoregülatör eğri. Değişmeyen akış des bir bölgetezteau değişen basıncı (yani, eğim = 0) bölgeler ile sınırlı olup artan ve azalan burada basınçları orantılı serebral kan akımı değişiklikleri neden. <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/51082/51082fig2highres.jpg" /> Şekil 2. PPR analizi gerçekleştirmek için gerekli ön işleme. Sinyaller ilk 5 Hz ile (0.005 Hz ±) OLBNP frekansta daha sonra filtre bant-pass için kırıp edilir. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/51082/51082fig3highres.jpg" /> Şekil 0.03 Hz OLBNP sırasında arter basıncı ve serebral kan akımının PPR analizinden elde edilen serebral otoregülasyon eğrisinin 3. Parametreler. <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/51082/51082fig4highres.jpg" /> <strOLBNP frekansı aşağıda 0.03 Hz (33-ikinci aşama) olduğunda ong&gt; Şekil 4. Güç spektrumu arter basıncında dalgalanmalar büyüklüğünü gösterir. (0.025 arteriyel basıncı spektral güç iki büyük zirveleri ve 0.05 Hz olduğunu Dipnot 40 ve 20 sn döngüleri), ancak sadece 0.025 Hz LBNP spektral güç bir tek tepe vardır. Ayrıca, basınç büyük dalgalanma 0.05 Hz ve serebral kan akımı tepkilerinin yorumlanmasına neden olacaktır. <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/51082/51082fig5highres.jpg" /> Şekil arter basıncı ve serebral kan akımı üzerine 0.03 Hz 0,08 OLBNP etkileri 5. örneği. Serebral kan akımı dalgalanmaları daha küçük hale ise arteriyel basınç dalgalanmaları yavaş OLBNP daha büyük olur. Bu otoregülatör fonksiyon, alt panelinde gösterilmektedir PPR analiz sonuçları tarif edilecektir. Tserebral kan akımı o otoregülatör bölge yavaş OLBNP ile giderek daha belirgin hale gelir. <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/51082/51082fig6highres.jpg" /> Şekil 6. Bireysel ve (başlangıç) öncesi ve sempatik blokaj sonrası kişilerde 0,05 Hz OLBNP verilerinden PPR otoregülatör eğrileri ortalama. Not sempatik blokaja sonra dar otoregülatör bölgenin kaybı. <img alt="Şekil 7," src="/files/ftp_upload/51082/51082fig7highres.jpg" /> Öncesi ve sempatik blokaja sonra 0.03 Hz OLBNP verilerinden PPR parametreleri Şekil 7. Ortalama. Sempatik blokajın belirgin (basınç değişiklikleri ile, yani, daha orantılı serebral akım değişiklikleri yamaç artan otoregülatör aralığında serebral otoregülasyon eğrisi üzerinde belirgin bir etkisi vardı ).

Watch this Scientific Journal Video about Assessing Cerebral Autoregulation via Oscillatory Lower Body Negative Pressure and Projection Pursuit Regression at JoVE.com

Assessing Cerebral Autoregulation via Oscillatory Lower Body Negative Pressure and Projection Pursuit Regression

Cerebral perfusion is maintained across a range of pressures via cerebral autoregulation. However, characterizing autoregulation requires prominent pressure fluctuations at regulated frequencies. The described protocol will show how oscillatory lower body negative pressure can generate pressure fluctuations to provide data for projection pursuit regression for quantification of the autoregulatory curve.

Salınım Alt Vücut Negatif Basınç ve Projeksiyon Takip regresyon yoluyla Serebral otoregülasyonda Değerlendirilmesi

The process by which cerebral perfusion is maintained constant over a wide range of systemic pressures is known as &#8220;cerebral autoregulation.&#8221; ...

assessing-cerebral-autoregulation-via-oscillatory-lower-body-negative

Research

JoVE Journal

Biology

12.2K Görüntüleme.  Harvard Medical School. Cerebral perfusion is maintained across a range of pressures via cerebral autoregulation. However, characterizing autoregulation requires prominent pressure fluctuations at regulated frequencies. The described protocol will show how oscillatory lower body negative pressure can generate pressure fluctuations to provide data for projection pursuit regression for quantification of the autoregulatory curve.

Video: Assessing Cerebral Autoregulation via Oscillatory Lower Body Negative Pressure and Projection Pursuit Regression

Pressure-polishing Pipettes for Improved Patch-clamp Recording

Pressure-polishing is a method for shaping glass pipettes for patch-clamp recording. We first developed this method for fabricating pipettes suitable for recording from small (&lt;3 m) neuronal cell bodies. The basic principal is similar to glass-blowing and combines air pressure and heat to modify the shape of patch pipettes prepared by a conventional micropipette puller. It can be applied to so-called soft (soda lime) and hard (borosilicate) glasses. Generally speaking, pressure polishing can reduce pipette resistance by 25% without decreasing the diameter of the tip opening (Goodman and Lockery, 2000). It can be applied to virtually any type of glass and requires only the addition of a high-pressure valve and fitting to a microforge. This technique is essential for recording from ultrasmall cells (&lt;5 m) and can also improve single-channel recording by minimizing pipette resistance. The blunt shape is also useful for perforated-patch clamp recording since this tip shape results in a larger membrane bleb available for perforation.

This is a guide to modifying the shape of glass micropipettes. Specifically, by using heat and air pressure the taper is widened without increasing the tip opening, leading to lower pipette resistance. This is critical to obtain low noise recordings of small cells but is useful in many applications.

Geliştirilmiş Patch-kelepçe kayıt için Basınç-parlatma Pipetler

Pressure-polishing is a method for shaping glass pipettes for patch-clamp recording.  We first developed this method for fabricating pipettes suitable for ...

Biyoloji

Measuring Blood Pressure in Mice using Volume Pressure Recording, a Tail-cuff Method

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. The CODA tail-cuff system uses Volume Pressure Recording (VPR) to measure the blood pressure by determining the tail blood volume. A specially designed differential pressure transducer and an occlusion tail-cuff measure the total blood volume in the tail without the need to obtain the individual pulse signal. Special attention is afforded to the length of the occlusion cuff in order to derive the most accurate blood pressure readings. VPR can easily obtain readings on dark-skinned rodents, such as C57BL6 mice and is MRI compatible. The CODA system provides you with measurements of six (6) different blood pressure parameters; systolic and diastolic blood pressure, heart rate, mean blood pressure, tail blood flow, and tail blood volume. Measurements can be made on either awake or anesthetized mice or rats. The CODA system includes a controller, laptop computer, software, cuffs, animal holders, infrared warming pads, and an infrared thermometer. There are seven different holder sizes for mice as small as 8 grams to rats as large as 900 grams.

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. This tail-cuff system uses Volume Pressure Recording (VPR) to measure the blood pressure by determining the tail blood volume.

Cilt Basınç Kaydı, Kuyruk manşet Yöntemi kullanarak Fare Tansiyon Ölçüm

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. The CODA ...

Born Normalization for Fluorescence Optical Projection Tomography for Whole Heart Imaging

Optical projection tomography is a three-dimensional imaging technique that has been recently introduced as an imaging tool primarily in developmental biology and gene expression studies. The technique renders biological sample optically transparent by first dehydrating them and then placing in a mixture of benzyl alcohol and benzyl benzoate in a 2:1 ratio (BABB or Murray s Clear solution). The technique renders biological samples optically transparent by first dehydrating them in graded ethanol solutions then placing them in a mixture of benzyl alcohol and benzyl benzoate in a 2:1 ratio (BABB or Murray s Clear solution) to clear. After the clearing process the scattering contribution in the sample can be greatly reduced and made almost negligible while the absorption contribution cannot be eliminated completely. When trying to reconstruct the fluorescence distribution within the sample under investigation, this contribution affects the reconstructions and leads, inevitably, to image artifacts and quantification errors.. While absorption could be reduced further with a permanence of weeks or months in the clearing media, this will lead to progressive loss of fluorescence and to an unrealistically long sample processing time. This is true when reconstructing both exogenous contrast agents (molecular contrast agents) as well as endogenous contrast (e.g. reconstructions of genetically expressed fluorescent proteins).

We suggest a Born normalized approach for Optical Projection Tomography (BnOPT) that accounts for the absorption properties of imaged samples to obtain accurate and quantitative fluorescence tomographic reconstructions. We use the proposed algorithm to reconstruct the fluorescence molecular probe distribution within small animal organs.

Tüm Kalp Görüntüleme Floresan Optik Projeksiyon Tomografi tarihi Normalizasyon

Optical projection tomography is a three-dimensional imaging technique that has been recently introduced as an imaging tool primarily in developmental ...

Making Gynogenetic Diploid Zebrafish by Early Pressure

Heterozygosity in diploid eukaryotes often makes genetic studies cumbersome. Methods that produce viable homozygous diploid offspring directly from heterozygous females allow F1 mutagenized females to be screened directly for deleterious mutations in an accelerated forward genetic screen. Streisinger et al.1,2 described methods for making gynogenetic (homozygous) diploid zebrafish by activating zebrafish eggs with ultraviolet light-inactivated sperm and preventing either the second meiotic or the first zygotic cell division using physical treatments (heat or pressure) that deploymerize microtubules. The "early pressure" (EP) method blocks the meiosis II, which occurs shortly after fertilization. The EP method produces a high percentage of viable embryos that can develop to fertile adults of either sex. The method generates embryos that are homozygous at all loci except those that were separated from their centromere by recombination during meiosis I. Homozygous mutations are detected in EP clutches at between 50% for centromeric loci and less than 1% for telomeric loci. This method is reproduced verbatim from the Zebrafish Book3.

This is a method for generating gynogenetic diploid zebrafish embryos (embryos whose only genetic contribution comes from the mother) by blocking the second meiotic division immediately after fertilization with ultraviolet light-inactivated sperm. EP embryos are not fully homozygous due to recombination during the first meiotic division, however they are homozygous at all loci that have not been separated from their centromere by recombination.

Erken Basınç Gynogenetic Diployid Zebra balığı

Heterozygosity in diploid eukaryotes often makes genetic studies cumbersome. Methods that produce viable homozygous diploid offspring directly from ...

Long-term Culture of Human Breast Cancer Specimens and Their Analysis Using Optical Projection Tomography

Breast cancer is a leading cause of mortality in the Western world. It is well established that the spread of breast cancer, first locally and later distally, is a major factor in patient prognosis. Experimental systems of breast cancer rely on cell lines usually derived from primary tumours or pleural effusions. Two major obstacles hinder this research: (i) some known sub-types of breast cancers (notably poor prognosis luminal B tumours) are not represented within current line collections; (ii) the influence of the tumour microenvironment is not usually taken into account.
We demonstrate a technique to culture primary breast cancer specimens of all sub-types. This is achieved by using three-dimensional (3D) culture system in which small pieces of tumour are embedded in soft rat collagen I cushions. Within 2-3 weeks, the tumour cells spread into the collagen and form various structures similar to those observed in human tumours1. Viable adipocytes, epithelial cells and fibroblasts within the original core were evident on histology. Malignant epithelial cells with squamoid morphology were demonstrated invading into the surrounding collagen. Nuclear pleomorphism was evident within these cells, along with mitotic figures and apoptotic bodies.
We have employed Optical Projection Tomography (OPT), a 3D imaging technology, in order to quantify the extent of tumour spread in culture. We have used OPT to measure the bulk volume of the tumour culture, a parameter routinely measured during the neo-adjuvant treatment of breast cancer patients to assess response to drug therapy. 
Here, we present an opportunity to culture human breast tumours without sub-type bias and quantify the spread of those ex vivo. This method could be used in the future to quantify drug sensitivity in original tumour. This may provide a more predictive model than currently used cell lines.

We have developed a collagen-based in vitro assay which promotes proliferation and invasion from samples of all breast cancer subtypes. Optical Projection Tomography, a three dimensional microscopy technique was utilised to visualise and quantify tumour expansion. This assay may be used to quantify drug response of individual tumour samples.

Optik Projeksiyon Tomografi İnsan Meme Kanseri Örnekler ve Analiz Uzun vadeli Kültür

Breast cancer is a leading cause of mortality in the Western world. It is well established that the spread of breast cancer, first locally and later ...

Collection, Isolation and Enrichment of Naturally Occurring Magnetotactic Bacteria from the Environment

Magnetotactic bacteria (MTB) are aquatic microorganisms that were first notably described in 19751 from sediment samples collected in salt marshes of Massachusetts (USA). Since then MTB have been discovered in stratified water- and sediment-columns from all over the world2. One feature common to all MTB is that they contain magnetosomes, which are intracellular, membrane-bound magnetic nanocrystals of magnetite (Fe3O4) and/or greigite (Fe3S4) or both3, 4. In the Northern hemisphere, MTB are typically attracted to the south end of a bar magnet, while in the Southern hemisphere they are usually attracted to the north end of a magnet3,5. This property can be exploited when trying to isolate MTB from environmental samples.
One of the most common ways to enrich MTB is to use a clear plastic container to collect sediment and water from a natural source, such as a freshwater pond. In the Northern hemisphere, the south end of a bar magnet is placed against the outside of the container just above the sediment at the sediment-water interface. After some time, the bacteria can be removed from the inside of the container near the magnet with a pipette and then enriched further by using a capillary racetrack6 and a magnet. Once enriched, the bacteria can be placed on a microscope slide using a hanging drop method and observed in a light microscope or deposited onto a copper grid and observed using transmission electron microscopy (TEM).
Using this method, isolated MTB may be studied microscopically to determine characteristics such as swimming behavior, type and number of flagella, cell morphology of the cells, shape of the magnetic crystals, number of magnetosomes, number of magnetosome chains in each cell, composition of the nanomineral crystals, and presence of intracellular vacuoles.

We demonstrate a method to collect magnetotactic bacteria (MTB) that can be applied to natural waters. MTB can be isolated and enriched from sediment samples using a relatively simple setup that takes advantage of the bacteria's natural magnetism. Isolated MTB can then be examined in detail using both light and electron microscopy.

Doğal Çevre gelen Magnetotactic Bakteri meydana gelen toplanması, İzolasyon ve Zenginleştirme

Magnetotactic bacteria (MTB) are aquatic microorganisms that were first notably described in 19751 from sediment samples collected in salt marshes of ...

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle inhalation toxicology studies, the aerosols in a chamber housing the experimental animals must have: 1) a steady concentration maintained at a desired level for the entire exposure period; 2) a homogenous composition free of contaminants; and 3) a stable size distribution with a geometric mean diameter &lt; 200 nm and a geometric standard deviation &sigma;g &lt; 2.5 5. The generation of aerosols containing nanoparticles is quite challenging because nanoparticles easily agglomerate. This is largely due to very strong inter-particle forces and the formation of large fractal structures in tens or hundreds of microns in size 6, which are difficult to be broken up. Several common aerosol generators, including nebulizers, fluidized beds, Venturi aspirators and the Wright dust feed, were tested; however, none were able to produce nanoparticle aerosols which satisfy all criteria 5.
A whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposure system was fabricated, validated and utilized for nano-TiO2 inhalation toxicology studies. Critical components: 1) novel nano-TiO2 aerosol generator; 2) 0.5 m3 whole-body inhalation exposure chamber; and 3) monitor and control system. Nano-TiO2 aerosols generated from bulk dry nano-TiO2 powders (primary diameter of 21 nm, bulk density of 3.8 g/cm3) were delivered into the exposure chamber at a flow rate of 90 LPM (10.8 air changes/hr). Particle size distribution and mass concentration profiles were measured continuously with a scanning mobility particle sizer (SMPS), and an electric low pressure impactor (ELPI). The aerosol mass concentration (C) was verified gravimetrically (mg/m3). The mass (M) of the collected particles was determined as M = (Mpost-Mpre), where Mpre and Mpost are masses of the filter before and after sampling (mg). The mass concentration was calculated as C = M/(Q*t), where Q is sampling flowrate (m3/min), and t is the sampling time (minute). The chamber pressure, temperature, relative humidity (RH), O2 and CO2 concentrations were monitored and controlled continuously. Nano-TiO2 aerosols collected on Nuclepore filters were analyzed with a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis.
In summary, we report that the nano-particle aerosols generated and delivered to our exposure chamber have: 1) steady mass concentration; 2) homogenous composition free of contaminants; 3) stable particle size distributions with a count-median aerodynamic diameter of 157 nm during aerosol generation. This system reliably and repeatedly creates test atmospheres that simulate occupational, environmental or domestic ENM aerosol exposures.

A whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposure facility was constructed for nano-sized titanium dioxide (TiO2) inhalation toxicology studies. This system provides nano-TiO2 aerosol test atmospheres that have: 1) a steady mass concentration; 2) a homogenous composition free of contaminants; and 3) a stable particle size distribution during aerosol generation.

Tüm-Vücut Nanopartikül Aerosol Solunum Etkilenmeler

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle ...

Assessing Murine Resistance Artery Function Using Pressure Myography

Pressure myograph systems are exquisitely useful in the functional assessment of small arteries, pressurized to a suitable transmural pressure. The near physiological condition achieved in pressure myography permits in-depth characterization of intrinsic responses to pharmacological and physiological stimuli, which can be extrapolated to the in vivo behavior of the vascular bed. Pressure myograph has several advantages over conventional wire myographs. For example, smaller resistance vessels can be studied at tightly controlled and physiologically relevant intraluminal pressures. Here, we study the ability of 3rd order mesenteric arteries (3-4 mm long), preconstricted with phenylephrine, to vaso-relax in response to acetylcholine. Mesenteric arteries are mounted on two cannulas connected to a pressurized and sealed system that is maintained at constant pressure of 60 mmHg. The lumen and outer diameter of the vessel are continuously recorded using a video camera, allowing real time quantification of the vasoconstriction and vasorelaxation in response to phenylephrine and acetylcholine, respectively.
	To demonstrate the applicability of pressure myography to study the etiology of cardiovascular disease, we assessed endothelium-dependent vascular function in a murine model of systemic hypertension. Mice deficient in the &alpha;1 subunit of soluble guanylate cyclase (sGC&alpha;1-/-) are hypertensive when on a 129S6 (S6) background (sGC&alpha;1-/-S6) but not when on a C57BL/6 (B6) background (sGC&alpha;1-/-B6). Using pressure myography, we demonstrate that sGC&alpha;1-deficiency results in impaired endothelium-dependent vasorelaxation. The vascular dysfunction is more pronounced in sGC&alpha;1-/-S6 than in sGC&alpha;1-/-B6 mice, likely contributing to the higher blood pressure in sGC&alpha;1-/-S6 than in sGC&alpha;1-/-B6 mice. 
	Pressure myography is a relatively simple, but sensitive and mechanistically useful technique that can be used to assess the effect of various stimuli on vascular contraction and relaxation, thereby augmenting our insight into the mechanisms underlying cardiovascular disease.

In pressure myography, an intact small segment of a vessel is mounted onto two small cannulas and pressurized to a suitable luminal pressure. Here, we describe the method to measure vasorelaxation response of the mouse 3rd order mesenteric arteries in c57 and sGC&alpha;1-/- mice using pressure myography.

Basınç kasılmaların kâğıda çizilmesi kullanarak Murine Direnç Arter Fonksiyon değerlendirilmesi

Pressure myograph systems are  exquisitely useful in the functional assessment of small arteries, pressurized  to a suitable transmural pressure. The  ...

Measuring Respiratory Function in Mice Using Unrestrained Whole-body Plethysmography

Respiratory dysfunction is one of the leading causes of morbidity and mortality in the world and the rates of mortality continue to rise. Quantitative assessment of lung function in rodent models is an important tool in the development of future therapies. Commonly used techniques for assessing respiratory function including invasive plethysmography and forced oscillation. While these techniques provide valuable information, data collection can be fraught with artefacts and experimental variability due to the need for anesthesia and/or invasive instrumentation of the animal. In contrast, unrestrained whole-body plethysmography (UWBP) offers a precise, non-invasive, quantitative way by which to analyze respiratory parameters. This technique avoids the use of anesthesia and restraints, which is common to traditional plethysmography techniques. This video will demonstrate the UWBP procedure including the equipment set up, calibration and lung function recording. It will explain how to analyze the collected data, as well as identify experimental outliers and artefacts that results from animal movement. The respiratory parameters obtained using this technique include tidal volume, minute volume, inspiratory duty cycle, inspiratory flow rate and the ratio of inspiration time to expiration time. UWBP does not rely on specialized skills and is inexpensive to perform. A key feature of UWBP, and most appealing to potential users, is the ability to perform repeated measures of lung function on the same animal.

The assessment of respiratory physiology has traditionally relied upon techniques, which require restraint or sedation of the animal. Unrestrained whole-body plethysmography, however, provides precise, non-invasive, quantitative analysis of respiratory physiology in animal models. In addition, the technique allows repeated respiratory assessment of mice allowing for longitudinal studies.

Yarı Tüm vücut pletismografisi kullanılarak Farelerde Solunum Fonksiyon Ölçme

Respiratory dysfunction is one of the leading causes of morbidity and mortality in the world and the rates of mortality continue to rise. Quantitative ...

Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse

Understanding the causes and progression of heart disease presents a significant challenge to the biomedical community. The genetic flexibility of the mouse provides great potential to explore cardiac function at the molecular level. The mouse&#39;s small size does present some challenges in regards to performing detailed cardiac phenotyping. Miniaturization and other advancements in technology have made many methods of cardiac assessment possible in the mouse. Of these, the simultaneous collection of pressure and volume data provides a detailed picture of cardiac function that is not available through any other modality. Here a detailed procedure for the collection of pressure-volume loop data is described. Included is a discussion of the principles underlying the measurements and the potential sources of error. Anesthetic management and surgical approaches are discussed in great detail as they are both critical to obtaining high quality hemodynamic measurements. The principles of hemodynamic protocol development and relevant aspects of data analysis are also addressed.

This manuscript describes a detailed protocol for the collection of pressure-volume data from the mouse.

Fare Basınç Hacim Döngüler Ölçme

Understanding the causes and progression of heart disease presents a significant challenge to the biomedical community. The genetic flexibility of the ...