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心率（HR）及其变异性（HRV）由自主神经系统介导，是脊椎动物潜水生理和行为状态的关键指标。然而，由于在水下记录心电图（ECG）存在技术挑战，这些指标在鲸类中的研究仍然不足。为克服这些挑战，我们开发了一种基于一体式吸盘的防水装置，将心电图-加速度计记录仪与双极电极集成于一体。利用该装置，我们在呼吸和屏息状态下获取了宽吻海豚（Tursiops truncatus，n=8）、白鲸（Delphinapterus leucas，n=2）和虎鲸（Orcinus orca，n=1）的高分辨率心电图信号。该方法使我们能够揭示与呼吸状态无关的物种特异性心电图波形特征，包括三种鲸类均一致存在的双相T波，以及仅见于白鲸的分裂P波。静息水面心率在海豚中为70 +/- 4 bpm，在白鲸中为51 +/- 1 bpm，在虎鲸中为50 +/- 2 bpm，并表现出与呼吸性窦性心律失常机制相关的显著振荡。正如预期，短时屏息（约1分钟）在这三种动物中均诱发了心动过缓（分别为53 +/- 5、33 +/- 3和37 +/- 2 bpm）。在海豚中，这种心动过缓伴随着RR间期变异系数这一HRV指标的显著下降。此外，我们还惊讶地观察到，在整个屏息过程中HR仍存在振荡，这提示自主神经调节持续波动。因此，为更好地理解鲸类的自主神经调节，我们采用食物（鱼类、鱿鱼、胶状食物等）作为一种强奖励性刺激。为此，我们比较了2分钟食物剥夺期与持续摄食期的HR和HRV。在海豚中，食物剥夺相较于静息水面值并未引起HR或HRV的显著变化，而持续摄食使HR下降约20%，并增加了HRV指标（StDRR、CVRR、RMSSD）。白鲸表现出类似反应，HR下降约40%，且HRV指数升高。这些发现为三种鲸类在呼吸或屏息期间建立了基线HR和HRV参数，并表明对奖赏性刺激的自主神经反应可通过无创方式进行量化，从而验证了一种用于研究鲸类心血管生理和环境感知的新工具。
宽吻海豚（Tursiops truncatus）和白鲸（Delphinapterus leucas）中的食物奖励可降低心率并增加心率变异性。| bioRxiv
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宽吻海豚（Tursiops truncatus）和白鲸（Delphinapterus leucas）中的食物奖励可降低心率并增加心率变异性。
查看 ORCID 个人资料 angelo G torrente， Bertrand Bouchard， Marine Perry， Pablo Pezzino， Julieta Arenarez， Adrian Gonzalez， Francesco Bonadonna， Sylvia Campagna， Andreas Fahlman， Aurelie Celerier
doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.22.733846
angelo G torrente 1 功能基因组学研究所； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 保留所有权利。未经许可不得转载。
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发布于 2026 年 6 月 28 日。
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bioRxiv 2026.06.22.733846； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.22.733846
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bioRxiv 2026.06.22.733846； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.22.733846
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.22.733846v1?rss=1
🏷️ 鲸类心率 心率变异性 自主神经调节 潜水生理 食物奖励 无创心电监测