مراقبة تخطيط كهربية الدماغ المستمر على المدى الطويل في جرو القوارض

الملخص

المصدر: Zayachkivsky، A. et al. المراقبة المستمرة لمخطط كهربية الدماغ على المدى الطويل في نماذج القوارض الصغيرة للأمراض البشرية باستخدام نظام الإرسال اللاسلكي Epoch. J. Vis. Exp. (2015)

يوضح الفيديو مراقبة تخطيط كهربية الدماغ المستمر على المدى الطويل (EEG) في صغار القوارض باستخدام نظام إرسال لاسلكي. يحتوي جهاز الإرسال على قطبين للتسجيل وقطب مرجعي واحد يمتد إلى سطح الدماغ. عند وضع الجرو في غرفة التسجيل ، يمكن مراقبة مخطط كهربية الدماغ باستمرار طوال تطور الجرو حتى مرحلة البلوغ.

البروتوكول

تمت مراجعة جميع الإجراءات التي تنطوي على نماذج حيوانية من قبل لجنة رعاية المؤسسية المحلية ومجلس المراجعة البيطرية JoVE.

< ص الفئة = "jove_title" >1. التحضير الجراحي

1. قم بتنظيف وإعداد جهاز الإرسال لضمان جراحة آمنة ومعقمة. قم بإزالة جهاز الإرسال من عبوته المضادة للكهرباء الساكنة وقم إما برش أو نقعه في 70٪ من الإيثانول. اشطف جهاز الإرسال بمحلول ملحي معقم وضعه بين الإسفنج القطني المعقم المنقوع في محلول ملحي معقم أو اتركه مغمورا في محلول ملحي معقم.
2. جمع وتعقيم الأدوات اللازمة للجراحة ، الأوتوكلاف بالبخار للتعقيم. انظر جدول المواد والكواشف للحصول على قائمة الأدوات الجراحية.

< p class = "jove_title" >2. الزرع الجراحي

1. تخدير والحفاظ على التخدير وفقا للبروتوكول المعتمد من IACUC. عند البدء وأثناء الجراحة ، تحقق من منعكس قرصة إصبع القدم كل 15 دقيقة. يشير عدم الاستجابة إلى مستوى كاف من التخدير.
   1. بالنسبة للجراء ، استخدم التخدير عن طريق الأيزوفلوران (4٪) مع O₂ (100٪). للبالغين، استخدم الكيتامين (100 ملغ/كغ) مع زيلازين (10 ملغم/كغ).
2. إصلاح الموقف في الإطار التجسيمي. ضع أطراف شريط الأذن في الصماخ السمعي. لا تقم بتشديد قضبان الأذن بشكل مفرط لأن الجمجمة ناعمة جدا في صغار الفئران الصغيرة. قم بتأمين مخروط أنف التخدير.
   1. حافظ على دفء أثناء الجراحة عن طريق وضعه على وسادة التدفئة المضبوطة على 37 درجة مئوية. في البالغة ، ضع مرهم التشحيم على عيون.
3. تعقيم موقع الشق والحفاظ على المجال الجراحي المعقم.
   1. امسح فروة الرأس بتطبيقات متناوبة من 70٪ من الإيثانول والبيتادين. ابدأ في وسط فروة الرأس وقم بعمل دوائر متحدة المركز على نحو متزايد.
   2. قم بتغطية بالستارة وإجراء الجراحة على ملفوف. حافظ على المجال الجراحي المعقم عن طريق تبطين الإعداد الجراحي بالستائر المعقمة ، ومعدات الرش بنسبة 70٪ من الإيثانول.
   3. ارتد قفازات جراحية معقمة وثوب (أو حسب طلب المؤسسة). للمساعدة في الحفاظ على مجال معقم ، استخدم مساعدا جراحيا.
4. قم بعمل شق في فروة رأس خلف العينين قليلا على طول خط الوسط ، حوالي 2 سم ، توخي الحذر عند إدخال المشرط لأن الجمجمة لا تزال ناعمة جدا في صغار الفئران الصغيرة. قم بعمل قطع واحد حتى ينزف الشق بشكل أقل ويلتئم بشكل أسرع.
5. كشف الجمجمة. قم بإعداد منطقة نظيفة وجافة لزيادة الرابطة بين جهاز الإرسال وعظام الجمجمة. استخدم مشابك تمدد الأوعية الدموية لإمساك فروة الرأس.
   1. اسحب فروة الرأس برفق بعيدا عن خط الوسط في أربع زوايا. ابحث عن المعالم التشريحية مثل بريجما ولاجدا في الجمجمة. تذكر أن عظام الجمجمة لا تندمج في في هذا العمر. استخدم أطلس Paxinos للإحداثيات التجسيمية للعثور على الموقع الصحيح لثقب الأزيز.
6. استخدم أداة من نوع Dremel مع مثقاب من نوع الأزيز. قم بإنشاء فتحتين لدغ في مواضع التسجيل المرغوبة بحيث يكون قطر الثقوب أكبر من 300 ميكرومتر. ضع فتحة الأزيز للقطب المرجعي فوق المخيخ خلف لامدا الجمجمة.
7. تأكد من محاذاة الأسلاك الموجودة على جهاز الإرسال مع فتحات الأزيز. إذا لم تتم محاذاة أسلاك القطب الكهربائي ، فمن المحتمل أن يحدث تلوث الغراء للأقطاب الكهربائية ، وسيؤدي إلى ضعف الإشارة. لمحاذاة الأسلاك ، تحقق من ملاءمة جهاز الإرسال وثني الأقطاب الكهربائية برفق لتصطف فوق المواقع المقصودة لفتحات النتوءات.
8. تقليم خيوط القطب. استخدم مقصا جراحيا لقص الأقطاب الكهربائية إلى الطول المطلوب. يعد عمق القطب مهما لنوع التسجيل المطلوب للتجربة (على سبيل المثال ، ضع الأقطاب الكهربائية فوق الجافية لتسجيلات مخطط كهربية الدماغ ، أو استخدم إحداثيات التجسيمية لهياكل الدماغ المحددة).
9. ضع سيانوا أكريليت بحرية على قاعدة جهاز الإرسال لتغطية المنطقة مع التأكد من تجنب طلاء الأقطاب الكهربائية. الغراء السيانواكريليت هو عازل كهربائي ، ولن يؤدي تلوث الأقطاب الكهربائية بالغراء إلى أي إشارة.
   1. في حالة التسجيل من هياكل الدماغ العميقة ، قم بتركيب جهاز الإرسال على حامل القنية وضعه في الذراع التجسيمي للتحكم في المحور z. اخفض جهاز الإرسال باستخدام الذراع التجسيمي إلى العمق المناسب وضع جل سيانوا أكريليت حول جهاز الإرسال.
10. جفف الجمجمة تماما قبل وضع جهاز الإرسال لضمان رابطة لاصقة قوية. ضع جهاز الإرسال المطلي بالسيانوا أكريليت على الجمجمة. احرص على محاذاة الأقطاب الكهربائية مع فتحات الأزيز المقابلة.
    1. حاول تجنب إتلاف هياكل الأوعية الدموية الرئيسية. أمسك جهاز الإرسال في مكانه بضغط طفيف لمدة دقيقة واحدة. استخدم ضغطا طفيفا لتكوين رابطة قوية بين جهاز الإرسال والجمجمة.
11. قم بتطبيق سيانوا أكريليت إضافي ، وهو ما يكفي لإغلاق واجهة جهاز الإرسال / الجمجمة تماما. لضمان ملاءمة جيدة ورابطة قوية ، قم بزيادة مساحة سطح الغراء التي تلامس الجمجمة. ضع مادة لاصقة cyanoacrylate في دائرة حول جهاز الإرسال ، مع التأكد من تغطية كل من الجمجمة وجدار جهاز الإرسال.
12. ضع المسرع الكيميائي (0.1 مل) من خلال حقنة حول السيانواكريلات في قاعدة جهاز الإرسال المزروع. استخدم المسرع باعتدال ، مع الحرص على عدم وضعه على الأنسجة المجاورة.
    ملاحظه: يضمن التسارع الكيميائي لمعالجة السيانواكريلات تكوين الرابطة القوية بين جهاز الإرسال والجمجمة بسرعة. مسرع السيانوا أكريليت مفيد لتسريع معالجة المادة اللاصقة ولكنه ليس ضروريا.
13. قم بإزالة المسرع عن طريق غسل المنطقة جيدا بمحلول ملحي معقم. قد يتسبب مسرع السيانوا أكريليت في تهيج الأنسجة إذا لم يتم غسله من منطقة الشق. لغسل المنطقة ، املأ حقنة سعة 1.0 مل بمحلول ملحي معقم وقم بري المنطقة من خلال إبرة حقنة. بشكل عام ، يكفي 0.5 مل من المحلول الملحي لغسل دواسة الوقود.
14. خياطة الجلد حول قاعدة جهاز الإرسال ، لكن لا تغطي جهاز الإرسال. يجب أن يكون الجزء العلوي من جهاز الإرسال فوق الجلد لنقل الإشارات العصبية بكفاءة. يجب أن يكون الجلد مشدودا بشكل معقول حول جهاز الإرسال والغراء حول الوحدة. استخدم خياطة فيكريل أو حريرية (خيط ناعم) ؛ الجلد في غير الناضجة ناعم ويمكن أن يتلف بسهولة إذا لم يتم استخدام الغرز الناعمة. بالنسبة للحيوانات البالغة ، استخدم أي مادة خياطة.
15. أخرج من الإطار التجسيمي وضعه على بطانية ساخنة للتعافي.
16. تأكد من أن دافئة (37 درجة مئوية) ومتنقلة (أي تعافي تماما) قبل العودة إلى السد. تأكد من ترطيب عن طريق الضغط على جلد ظهر (إذا كان يعاني من الجفاف ، فسيظل الجلد مشوها). إذا كان يعاني من الجفاف، فقم بإعطاء الحقن تحت الجلد من محلول رينجر المرضع. لا تترك دون رقابة حتى يستعيد وعيه الكافي للحفاظ على الاستلقاء القصي.
    1. يعطى البوبرينورفين (0.05 ملغ/كغ) للحيوانات للتحكم في الألم بعد الجراحة وحقن تحت الجلد 0.1 مل من بوبيفاكائين حول موقع الحقن.
       ملاحظه: من البداية إلى النهاية ، يجب إكمال الإجراء بأكمله في 5-10 دقائق للحيوانات في هذا العمر (يوم ما بعد الولادة 6). قد يستغرق وقت الجراحة وقتا أطول للحيوانات الأكبر سنا.

< p class = "jove_title" >3. الرعاية والإسكان

ملاحظة: قد لا تتسامح بعض السدود مع الجراء المزروعة بالجهاز. قد تحتاج إلى اختيار السدود المتسامحة. من المقبول أن يقوم السد بتحريك الجراء حول القفص عن طريق التقاطها بواسطة جهاز الإرسال.

1. بمجرد فطام ، قم بوضعها في المنزل لتجنب إزالة الأجهزة من رفيقها في القفص.
2. القتل الرحيم للحيوانات بجرعة مميتة من البنتوباربيتال (25 مجم / كغ) أو الأيزوفلوران (في جرة الجرس) عند وجود علامات الضيق.
3. ملاحظة: قد تتداخل بعض أقفاص إسكان المزودة بإدخالات الأسلاك مع أجهزة الإرسال المزروعة. تأكد من التحقق من ارتفاع إدخال السلك للتأكد من أن لا تستطيع أن يعلق جهاز الإرسال بين "قضبان" إدخال السلك.

4. تسجيل مخطط كهربية الدماغ

1. ضع في قفص بمفرده أو شارك في إيواء زملائه والسد. ومع ذلك ، ضع مزروعا واحدا فقط في قفص واحد. لا تترك الجراء بمفردها في غرفة التسجيل لأكثر من ساعتين. راقب بحثا عن علامات الضيق والجفاف.
2. قم بتوصيل مصدر الطاقة المقدم بقاعدة جهاز الاستقبال وتحقق من إضاءة مصباح الطاقة. قم بتوصيل قاعدة جهاز الاستقبال بنظام الحصول على البيانات باستخدام كبلات Bayonet Neil-Concelman (BNC).
3. ضع قفص أعلى قاعدة جهاز الاستقبال (الشكل 1). يجب أن يضيء ضوء "الإشارة" مما يشير إلى اكتشاف جهاز إرسال. يمكن الآن تسجيل البيانات.
4. لتسجيل البيانات ، قم بتوصيل قاعدة جهاز الاستقبال بمحول تناظري إلى رقمي وقم بتوصيل المحول بجهاز كمبيوتر (الشكل 2).
5. اضبط معدل أخذ العينات للتسجيل. تأكد من أخذ عينات من البيانات بشكل صحيح. حدد معدل أخذ العينات 250 هرتز على الأقل (يوصى ب 500 هرتز) للتسجيل (عرض النطاق الترددي لجهاز الإرسال هو 0.1-100 هرتز).
6. احفظ البيانات الرقمية وقم بتحليلها باستخدام حزم برامج معالجة الإشارات مثل Matlab.

النتائج

p class = "jove_content" fo: keep-together.within-page = "1" >
الشكل 1: جهاز الإرسال والمستقبل. يزن جهاز الإرسال اللاسلكي الخاص هذا (A) 4 جم ويزيح <1.4 سم 3 من الحجم ويمكن تركيبه بسهولة على جمجمة الجرذان والفئران. يمكن لجهاز الإرسال تضخيم قناتين من الإمكانات الحيوية لمدة تصل إلى 6 أشهر وبعد ذلك يتم استنزاف البطارية. يمكن استخدام البطاريات الأكبر حجما لفترة أطول للتسجيل. يتم وضع في قفص القوارض القياسي أعلى مستقبل Epoch (B

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة الاسم الشركة رقم فهرسي التعليقات قفازات جراحية معقمة المنتجات الصناعية الواقية 100-3201 PF قفاز جراحي معقم من اللاتكس خال من البودرة مقبض مشرط FST 10003-12 شفرة مشرط # 15 FST 10015-00 مقص ناعم FST 14090-09 أداة الشفرات رام برودكتس، إنك. عزم الدوران الصغير II لدغ ناعم FST 19007-07 مقطع تمدد الأوعية الدموية روبوز RS-5422 ملقط مسنن FST 11022-14 أدوات تطبيق ذات رؤوس قطنية ماكيسون 24-103 سائق إبرة WPI 521725 حامل إبرة Olsen-Hegar جل سيانواكريليت هنكل لوكتايت 4541 مسرع سيانواكريليت هنكل لوكتايت 7452 خياطه إيثيكون فيكريل RB-1 J304 كهربائية يمكن التخلص منها بوفي أ 01 نصيحة جميلة صينية جراحية FST 20311-21 قاعدة جهاز استقبال Epitel شركة Epitel Inc غير متاح جهاز الإرسال اللاسلكي Epitel شركة Epitel Inc غير متاح محول الأرقام Biopac بيوباك MP-150 كمبيوتر متوافق مع الكمبيوتر الشخصي