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Enregistrement W2889228819 · doi:10.1113/jp276283

Real‐time optical manipulation of cardiac conduction in intact hearts

2018· article· en· W2889228819 sur OpenAlexaff
Marina Scardigli, Marie Caroline Müllenbroich, Emilia Margoni, Samantha Cannazzaro, Claudia Crocini, Cecilia Ferrantini, Raffaele Coppini, Ping Yan, Leslie M. Loew, Marina Campione, Leonardo Bocchi, D. Giulietti, Elisabetta Cerbai, Corrado Poggesi, Gil Bub, Francesco S. Pavone, Leonardo Sacconi

Notice bibliographique

RevueThe Journal of Physiology · 2018
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiquePhotoreceptor and optogenetics research
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesNational Institutes of HealthRegione ToscanaEuropean CommissionEnte Cassa di Risparmio di FirenzeMinistero dell’Istruzione, dell’Università e della RicercaMinistero della SaluteLaserlab-Europe
Mots-clésOptogeneticsOptical mappingVentricleBiomedical engineeringCardiac electrophysiologyComputer scienceMedicineNeuroscienceCardiologyElectrophysiologyInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

KEY POINTS: Although optogenetics has clearly demonstrated the feasibility of cardiac manipulation, current optical stimulation strategies lack the capability to react acutely to ongoing cardiac wave dynamics. Here, we developed an all-optical platform to monitor and control electrical activity in real-time. The methodology was applied to restore normal electrical activity after atrioventricular block and to manipulate the intraventricular propagation of the electrical wavefront. The closed-loop approach was also applied to simulate a re-entrant circuit across the ventricle. The development of this innovative optical methodology provides the first proof-of-concept that a real-time all-optical stimulation can control cardiac rhythm in normal and abnormal conditions. ABSTRACT: Optogenetics has provided new insights in cardiovascular research, leading to new methods for cardiac pacing, resynchronization therapy and cardioversion. Although these interventions have clearly demonstrated the feasibility of cardiac manipulation, current optical stimulation strategies do not take into account cardiac wave dynamics in real time. Here, we developed an all-optical platform complemented by integrated, newly developed software to monitor and control electrical activity in intact mouse hearts. The system combined a wide-field mesoscope with a digital projector for optogenetic activation. Cardiac functionality could be manipulated either in free-run mode with submillisecond temporal resolution or in a closed-loop fashion: a tailored hardware and software platform allowed real-time intervention capable of reacting within 2 ms. The methodology was applied to restore normal electrical activity after atrioventricular block, by triggering the ventricle in response to optically mapped atrial activity with appropriate timing. Real-time intraventricular manipulation of the propagating electrical wavefront was also demonstrated, opening the prospect for real-time resynchronization therapy and cardiac defibrillation. Furthermore, the closed-loop approach was applied to simulate a re-entrant circuit across the ventricle demonstrating the capability of our system to manipulate heart conduction with high versatility even in arrhythmogenic conditions. The development of this innovative optical methodology provides the first proof-of-concept that a real-time optically based stimulation can control cardiac rhythm in normal and abnormal conditions, promising a new approach for the investigation of the (patho)physiology of the heart.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,045
Score d'incertitude au seuil0,149

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,066
Tête enseignante GPT0,353
Écart entre enseignants0,287 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations50
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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