مقالة منهجية

الكشف التلقائي من التذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم في الفئران EEG

DOI:

10.3791/55089

⸱

مارس 10, 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Psychiatry and Psychotherapy, University of Cologne, 2Department of Neuropsychopharmacology, Federal Institute for Drugs and Medical Devices, 3Molecular and Cellular Cognition Lab, German Center for Neurodegenerative Diseases, 4Federal Institute for Drugs and Medical Devices

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
يرتبط نشاط

في الحصين بمراحل معرفية وسلوكية محددة. هنا ، نصف طريقة تحليلية للكشف عن تذبذبات ثيتا عالية التنظيم داخل الحصين باستخدام نهج قائم على التردد الزمني (أي تحليل المويجة).

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم إنشاء ثيتا النشاط في نظام septohippocampal ويمكن تسجيلها باستخدام أقطاب intrahippocampal عميقة وكهربية زرع (EEG) القياسات اللاسلكية أو نظام حبل النهج. دواء، الحصين ثيتا هي غير متجانسة (انظر نظرية إزدواجية) ويمكن التمييز في النوع الأول والنوع الثاني ثيتا. ترتبط هذه الأنواع الفرعية EEG الفردية للدول المعرفية والسلوكية المحددة، مثل الإثارة والاستكشاف والتعلم والذاكرة، ومتكاملة الوظائف العليا، وما إلى ذلك من الأمراض العصبية مثل مرض الزهايمر، الهيكلية والتعديلات الوظيفية للنظام septohippocampal يمكن أن يؤدي إلى النشاط ثيتا ضعف / التذبذبات. ويشمل التحليل الكمي المعياري للEEG الحصين والوجبات فورييه تحول (الاتحاد الفرنسي للتنس) تحليل التردد المستندة. ومع ذلك، فإن هذا الإجراء لا توفر تفاصيل حول ثيتا النشاط في التذبذبات ثيتا العامة ودرجة عالية من التنظيم على وجه الخصوص. من أجل الحصول على ديتامعلومات ILED على التذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم في الحصين، قمنا بتطوير نهج تحليلي جديد. يسمح هذا النهج لتقدير زمني وفعالة من حيث التكلفة لمدة التذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم والخصائص وتيرتها.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يرتبط ثيتا النشاط في الدماغ لمختلف الدول المعرفية والوظيفية، بما في ذلك الإثارة والانتباه والحركة الطوعية، والسلوك الاستكشافي، والسلوك الانتباه والتعلم والذاكرة، والتكامل الحسية الجسدية، وحركة العين السريعة (REM) النوم 1 و 2. في المقام الأول، ثيتا النشاط ككيان الإيقاعي يمكن أن تتولد في مختلف المناطق الدماغية ودرجة عالية من التنظيم ومزامنة كما ثيتا التذبذبات. أدناه، سوف نركز على التحليل النوعي والكمي لثيتا النشاط / التذبذبات التي يتم إنشاؤها داخل منظومة septohippocampal 3 و 4. داخل الحاجز، GABAergic، مشروع glutamatergic، والخلايا العصبية كوليني إلى الحصين والمساهمة في بدء وصيانة ثيتا السلوك المتذبذب. هناك مناقشات تدور الآن حول ما إذا كانت بدأت التذبذبات الحصين ثيتا في الحاجز، أي على الحاجز-منظم ضربات القلب الحصين نموذج تابع، (نظرية extrahippocampal) أو جوهريا في قرن آمون (نظرية intrahippocampal) 5، 6، 7.

بغض النظر عن أصلهم، كانت التذبذبات ثيتا قرن آمون في بؤرة الاهتمام لسنوات، لا سيما في نماذج الفئران المعدلة وراثيا. هذه النماذج تسمح للزرع أقطاب كهربائية EEG عميقة ولتسجيل الاهتزازات ثيتا الحصين تحت المهام المعرفية والسلوكية المحددة 8. التذبذبات الحصين ثيتا هي غير متجانسة في طبيعتها. واستنادا إلى ما يسمى نظرية الثنائي للثيتا التذبذبات، يمكن للمرء أن يفرق بين تراعي الأتروبين النوع الثاني ثيتا والأتروبين حساسة النوع الأول ثيتا 9 و 10 و 11. يمكن لهذا الأخير عادة ما يكون ذلك حافزا التي كتبها M المسكارينية 1 / M 3 مستقبلات، على سبيل المثال، أريكولين، بيلوكاربين، ويوريتان. ومع ذلك، يوريتان دواء متعدد الاهداف أنه، إلى جانب تفعيل المسكارينية، كما تمارس تأثيرات معقدة على الكيانات القناة الايونية أخرى. للنوع الثاني ثيتا، ويشمل المسار المسكارينية تفعيل M 1 / م 3 ولاحق G ف / 11 (Gα) تفعيل بوساطة من فسفوليباز C β 1/4 (1/4 PLCβ)، trisphosphate اينوزيتول (المفتش 3) ، diacylglycerole (داج)، الكالسيوم 2+، وبروتين كيناز C (بي كي سي). وقد تم التحقق من صحة دور PLCβ 1 و PLCβ 4 في thetagenesis في الدراسات خروج المغلوب باستخدام PLCβ1 - / - وPLCβ4 - / - الفئران واظهار خسارة كاملة أو توهين كبير من ثيتا التذبذب 12 و 13 و 14. M إضافي 1، M 3، وM 5 أهداف المصب (تشاnnels / التيارات) من سلسلة إشارات المسكارينية تشمل المواصلة مختلفة، مثل M من نوع K + قناة (ك م) عبر تعتمد على الجهد K + قناة (ك ت 7)؛ بطيئة بعد فرط الاستقطاب K + قناة (كانساس برنامج مكافحة الجوع)؛ تسرب K + قناة (K تسرب)، وربما عبر TWIK ذات الصلة حمض حساسة K + قناة (TASK1 / 3)؛ الموجبة الحالية (أنا CAT)، وربما عبر قناة تسرب نا + (NALCN)؛ وأنا ح عبر فرط الاستقطاب والنوكليوتيدات بوابات قنوات دوري (HCN). وبالإضافة إلى ذلك، تم الإبلاغ عن مستقبلات م 2 / M 4 أستيل كولين (ACHRS) للتدخل في المعدل الداخلي K + قناة 3.1 (K الأشعة تحت الحمراء 3.1) والداخل المعدل K + قناة 3.2 (K الأشعة تحت الحمراء 3.2) 15.

حاليا، البرامج التحليلية المتاحة تجاريا يسمح للتحليل سريع على أساس الاتحاد الفرنسي للتنس تردد، على سبيل المثال، تحليل الطاقة (P، بالسيارات 2)أو كثافة طيف الطاقة (PSD، بالسيارات 2 / هرتز). السلطة أو كثافة طيف الطاقة (PSD) تحليل لمدى التردد ثيتا فقط يعطي نظرة شاملة من نشاطها. ومع ذلك، من أجل الحصول على نظرة مفصلة في النشاط ثيتا المعرفي والمتعلقة السلوك، وتحليل الاهتزازات ثيتا درجة عالية من التنظيم هو إلزامي. تقييم التذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم هو من أهمية مركزية في مجال الأمراض العصبية والنفسية العصبية. وتتم معظم الدراسات التجريبية المرض في نماذج الفئران المعدلة وراثيا باستخدام أساليب الجراحة العصبية عالية متطورة لتسجيل سطح فوق الجافية ورسم المخ داخل المخ العميقة. وتشمل هذه التقنيات كلا النظامين حبل 16 و الاجهزة radiotelemetric 17 و 18. التذبذبات ثيتا يمكن تسجيلها كما التذبذبات ثيتا عفوية والمتعلقة السلوك تحت ظروف التسجيل على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ثيتا التذبذبات يكون ريكوrded التالية تحريض الدوائي ولكن أيضا بعد التعرض للحيوانات مع المهام السلوكية أو المعرفية أو للمؤثرات الحسية، مثل ذيل معسر.

النهج في وقت مبكر لتوصيف وصفت ثيتا التذبذبات التي كتبها Csicsvari وآخرون. 19. مصممة الكتاب أداة شبه الآلي لتحليل ثيتا على المدى القصير (15-50 دقيقة) ليست مناسبة للتسجيلات EEG منذ فترة طويلة. لدينا وسيلة، وصفها هنا، يسمح لتحليل تسجيل EEG على المدى الطويل> 48 ح 20. Csicsvari وآخرون. 10 أشار أيضا إلى نسبة ثيتا الدلتا، ولكن لم يتم توفير الحد الأدنى لتحديد ذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم. دلتا وثيتا تعريفات مجموعة مباراتنا تعريفات النطاق الترددي. كما لم يذكر ذلك صراحة، نحن نفترض أن يستخدم أسلوب قائم على الاتحاد الفرنسي للتنس التي كتبها Csicsvari وآخرون. لحساب قوة نطاقات التردد-ثيتا الدلتا. هذهمرة أخرى يختلف بشكل واضح من طريقة لدينا، لأننا حساب سعة القائم على المويجات على عدد كبير من المقاييس التردد (تردد الخطوات Δ (و) = 0.05 هرتز)، مما أدى إلى ارتفاع من الدقة. مدة الحقبة EEG تحليلها بشكل فردي مشابهة لتعريفنا.

Klausberger وآخرون. 21 أيضا الاستفادة من نسب ثيتا الدلتا لتحليل تسجيلات EEG على المدى الطويل. ومع ذلك، هناك اختلافات كبيرة مقارنة نهجنا: أ) مدة الحقبة EEG أطول من ذلك بكثير، أي لا يقل عن 6 ق. ب) يتم تعيين نسبة ثيتا دلتا 4، وهو أعلى بكثير من الحد المسموح به، ويرتبط لمختلف التعاريف نطاق التردد؛ وثالثا) من المرجح أن يكون على أساس نهج الاتحاد الفرنسي للتنس، التي تفتقر إلى الدقة العالية، وخاصة للنوافذ زمنية قصيرة جدا تعريف الطاقة (2 ثانية، أي 5 دورات لالتذبذبات مع تردد 2.5 هرتز). في مثل هذه الحالات، وهو إجراء قائم على المويجات هو أكثر يوصى.دراسة من قبل كابلان وآخرون. 22 تحسب فقط قوة ثيتا بينما يتجاهل نسبة القوة ثيتا الدلتا. وهكذا، فإن كابلان الاقتراب 22 لا يمكن أن تفرق بين عمليات ثيتا الغنية المعرفية يرافقه دلتا مرتفعة أو منخفضة.

في بروتوكول التالية، وسوف نقدم نهجنا التحليلي القائم على المويجات لتحليل موثوق التذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم في تسجيلات EEG قرن آمون من الفئران. وبما أن هذا الإجراء يعمل تلقائيا، ويمكن تطبيقه على مجموعات كبيرة من البيانات والقياسات EEG على المدى الطويل.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم إجراء جميع التجارب على الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية للمجلس المحلي والمؤسسي على رعاية الحيوان (جامعة بون، BfArM، LANUV، ألمانيا). وبالإضافة إلى ذلك، تم إجراء جميع التجارب على الحيوانات وفقا للتشريعات متفوقة، على سبيل المثال، توجيه مجلس الجماعات الأوروبية من 24 نوفمبر 1986 (86/609 / EEC)، أو التشريعات الإقليمي أو الوطني الفردي. وقد بذل جهد خاص لتقليل عدد الحيوانات المستخدمة، فضلا عن معاناتهم.

1. الحيوان الإسكان والتخطيط الدماغي شروط تسجيل

  1. الفئران منزل في تصفية أعلى الأقفاص أو استخدام أقفاص بشكل فردي التهوية.
  2. نقل الفئران من منشأة الحيوان إلى خزانات التهوية في غرفة مختبر الخاصة التي تكون مناسبة للحيوانات مزروع والتسجيلات القياس عن بعد.
  3. أداء جميع التجارب على الحيوانات، بما في ذلك زرع EEG القطب والتسجيلات اللاحقة، في ظل ظروف موحدة (22 ° C تيمperature، 12 ساعة / 12 ساعة ضوء الظلام دورة، 50-60٪ الرطوبة النسبية، وتخفيف الضوضاء، وما إلى ذلك) (18).
  4. قبل زرع جهاز إرسال موجات اللاسلكية، حيوانات المنزل في مجموعات من 3-4 في واضحة النوع الثاني أقفاص البولي، مع بالمال وبالشهرة أيضا الغذاء والماء الإعلانية. لا عزل الفئران الفردية، لأن ذلك يمكن أن يسبب الإجهاد وتتداخل مع التجارب والنتائج لاحقا.
  5. لا تستخدم ظروف السكن مفتوحة، ولكن استخدام خزانات التهوية بدلا خلال التجريب والتسجيل.

2. Radiotelemetric EEG الكهربائي زرع وEEG تسجيلات

  1. تخدير الفئران باستخدام المخدرات بالحقن، على سبيل المثال، ketaminehydrochloride / xylazinehydrochloride (100/10 ملغم / كغم، البريتونى، والملكية الفكرية) أو المخدرات استنشاق، على سبيل المثال، الأيزوفلورين 17 و 18.
    1. للتخدير الأيزوفلورين، ضع الماوس في لمحة تعريفية جهامبر مع 4-5٪ الأيزوفلورين و0،8-1٪ أكسجين أو كربوجين (5٪ CO 2 و 95٪ O 2).
    2. وضع قناع السيليكون على الأنف / فم الحيوان للسيطرة على العمق المطلوب من التخدير، وتجنب التعرض مجرب لالأيزوفلورين باستخدام نظام الكسح.
    3. استخدام التخدير عن طريق الحقن، على سبيل المثال، esketaminhydrochloride (100 ملغ / كلغ، والملكية الفكرية) وxylazinehydrochloride (10 ملغ / كلغ، والملكية الفكرية)، إذا استنشاق التخدير غير متوفر.
    4. رصد عمق التخدير عن طريق التحقق من قرصة المنعكس الذيل، منعكسة قرصة القدم، ومعدل التنفس. لاحظ أن التنفس الاصطناعي عن طريق تنبيب القصبة الهوائية وليس من الضروري في الفئران.
  2. زرع جهاز إرسال موجات اللاسلكية في الحقيبة تحت الجلد في الجزء الخلفي من الحيوان.
    1. إزالة شعر الجسم من فروة الرأس ويمهد للمعالجة فروة الرأس حلق مع اثنين من المطهرات، أي 70٪ من الإيثانول وفرك القائم على اليود.
    2. باستخدام مشرط، وجعلشق خط الوسط على فروة الرأس من الجبهة إلى المنطقة nucheal.
    3. بدءا من شق القفوي، وإعداد الحقيبة تحت الجلد على جانب واحد من الجزء الخلفي من الحيوان عن طريق إجراء تشريح حادة باستخدام مقص جراحي أو التحقيق الجراحي.
    4. إدراج الارسال في الحقيبة تحت الجلد وإيداع طول الزائد من الارسال مرن يؤدي في الحقيبة أيضا. إيلاء اهتمام خاص لمنع التلوث من موقع الجراحية وزرع جهاز الإرسال. عزل صحيح عقيمة من مناطق غير معقمة باستخدام الستائر.
  3. ضع حيوانات التجارب على الإطار التجسيمي، على سبيل المثال، جهاز التجسيمي المحوسب 3D. إصلاح الجمجمة باستخدام المشبك الأنف والأذن القضبان.
  4. يمهد للمعالجة الجمجمة مع 0.3٪ H 2 O 2 لإزالة مزيد من الأنسجة من الجمجمة ولإلقاء الضوء على الغرز في الجمجمة والمعالم craniometrics، bregma وامدا.
  5. الحفر في إحداثيات الاختيار(راجع الخطوة 2.6) باستخدام الحفر في جراحة الأعصاب عالية السرعة في وضع خالية من الضغط في أقصى سرعة.
    ملاحظة: الحفر خالية من الضغط يتجنب اختراق مفاجئ لرأس الحفر والأضرار التي لحقت القشرة. لحج القحف، ينصح جراحة الأعصاب الحفر عالية السرعة. اختيار أقطار القياسية الحفر رئيس 0،3-0،5 مم، وهذا يتوقف على قطر الكهربائي.
  6. بعناية اختيار نوع القطب، معتبرا مقاومة، وقطر، والطلاء، الخ
    ملاحظة: التنغستن المغلفة Parylene أو الفولاذ المقاوم للصدأ أقطاب هي الأكثر شيوعا. وينبغي اختيار أنواع القطب وفقا لمتطلبات التجريبية. كما مناورة استباقية، وتعقيم نصائح الكهربائي قبل زرع باستخدام الايثانول 70٪. لاحظ أن الطلاء الكهربائي لا يسمح للتعقيم الحراري.
  7. لintrahippocampal تسجيلات CA1 EEG، حفر حفرة stereotaxically على الإحداثيات التالية: bregma، -2 مم؛ الناصف الوحشي، 1.5 ملم (النصف الأيمن)؛ ظهري بطني، و 1.3 ملم (المستهدفينر المنطقة: قرن آمون (CA1) طبقة الهرمية). لالقطب إشارة، حفر حفرة فوق قشرة المخيخ في الإحداثيات التجسيمي التالية: bregma، -6.2 ملم، الناصف الوحشي، 0 مم؛ ظهري بطني، 0 مم.
    ملاحظة: يقدم الكهربائي للدماغ كما القطب pseudoreference، والمخيخ هو منطقة في الدماغ صامتة إلى حد ما. وقد استمدت هذه الإحداثيات التجسيمي من أطلس مخ الفأر العادي.
  8. قبل الإدراج من الأقطاب الكهربائية، وتقصير منهم إلى الطول المطلوب. مقطع ميكانيكيا جزء خارج القحف من القطب إلى الحلزون الفولاذ المقاوم للصدأ من الارسال.
    ملاحظة: يجب تجنبها لحام، وهذا يمكن أن يعرض ضجيج كبير في النظام.
  9. نعلق القطب إلى الذراع الرأسي للجهاز التجسيمي وإدراج القطب وفقا لإحداثيات التجسيمي المذكورة آنفا.
  10. إصلاح الأقطاب استخدام الزجاج الاسمنت المتماثرات الشاردة والانتظار حتى تصلب الاسمنت بالكامل.
  11. إغلاق فروة الرأسباستخدام أكثر من والإفراط في الغرز مع غير قابل للامتصاص 5-0 أو 6-0 مواد خياطة الجروح.
  12. لإدارة الألم بعد الجراحة، إدارة كاربروفين (5 ملغ / كغ، تحت الجلد، الشوري) مرة واحدة يوميا لمدة 4 أيام متتالية في مرحلة ما بعد الزرع. لاحظ أن كاربروفين ينبغي حقن قبل شق الأولي (الخطوة 2.2.2).
  13. السماح للحيوانات لاستعادة ل10-14 يوما بعد زرع قبل بدء التسجيلات و / أو تجارب الحقن.

3. تسجيلات عفوية من ثيتا التذبذبات والدوائية التعريفي

  1. تفعيل الارسال الترددات اللاسلكية باستخدام مفتاح المغناطيسي. وضع الحيوان مع قفص وطنه على لوحة المستقبل. أداء تسجيلات EEG الحصين طويلة الأجل لمدة 24-48 ساعة على الأقل.
    ملاحظة: تحليل EEG السعة وخصائص تردد EEG التسجيلات طويل الأجل يوفر رؤية مفصلة في الاعتماد على الساعة البيولوجية من التذبذبات ثيتا وارتباطهم سلوكية محددة والشروط المعرفية / المهام. الجمع دائما تسجيلات EEG مع رصد الفيديو من حيوانات التجارب.
  2. لتحريض الدوائية للثيتا التذبذبات وإدارة جرعة واحدة من يوريثان (800 ملغم / كغم للملكية الفكرية) أو جرعة واحدة من محفزات مستقبلات المسكارينية، على سبيل المثال بيلوكاربين (10 ملغم / كغم للملكية الفكرية)، أريكولين (0.3 ملغم / كغم للملكية الفكرية) أو oxotremorine (0.03 ملغ / كغ والملكية الفكرية). يمهد للمعالجة الفئران مع N-methylscopolamine (0.5 ملغم / كغم من الملكية الفكرية) لتجنب ردود فعل المسكارينية الطرفية. الطازج حل جميع الأدوية في 0.9٪ كلوريد الصوديوم أو قارع الأجراس الحل.
    ملاحظة: ارتفاع جرعات من منبهات مستقبلات المسكارينية قد يؤدي إلى تحريض الاستيلاء في حيوانات التجارب. ضع في اعتبارك أيضا أن الجرعات المعطاة هنا تمثل المعالم التي تتطلب دراسات الجرعة والتأثير سابقة في خط الماوس قيد التحقيق. لاحظ أن يوريتان هو المغير ومسرطنة يتطلب الاحتياطات المناسبة في التخزين والمناولة.
  3. حقن الأتروبين (50 ملغ / كلغ، والملكية الفكرية) في التفريق الحساسة الأتروبين من النوع الثانيمن نوع الأتروبين حساس أنا ثيتا التذبذبات.
    ملاحظة: الجرعة الأتروبين هي مرة أخرى species- والتي تعتمد على سلالة وتتطلب مسبق تقييم الجرعة والتأثير. النقطة الوقت الأمثل لحقن الأتروبين يعتمد على الدوائية للمنبهات مستقبلات المسكارينية. لتحديد نوع الثاني ثيتا، ينصح حقن الأتروبين 1 ساعة بعد تناوله يوريتان.
  4. في محاولة لتجنب طلب لاحق من العديد من الأدوية، والدواء النظامية يغير أنماط النسخي ومتعدية العالمية، التي تؤثر تسجيلات EEG لاحقة. لاحظ أنه باختصار الأمد ثيتا التذبذبات كما يمكن الناجمة عن المنبهات الحسية، مثل tail- أو مخلب-معسر.
  5. استخراج / مجموعات البيانات ممثل تصدير EEG لما قبل المرحلة (المرجعية) ومرحلة ما بعد حقن من إجمالي تسجيل EEG كما ASCI أو ملفات TXT، معتبرا الدوائية من الأدوية المطبقة ومتطلبات بروتوكول الدراسة الفردية.

4.التحقق من EEG الكهربائي التنسيب

  1. الموت ببطء الحيوانات عن طريق وضعها في غرفة الحضانة وإدخال غاز ثاني أكسيد الكربون بنسبة 100٪. استخدام معدل التعبئة من 10-30٪ من حجم الغرفة في دقيقة مع ثاني أكسيد الكربون إضافة إلى الهواء الموجودة في غرفة الحضانة. هذا سوف يؤدي إلى فقدان سريع للوعى مع الإجهاد الحد الأدنى للحيوانات.
  2. إزالة الماوس من الغرفة مرة يحدث توقف التنفس ولون العين تلاشى استمرت لمدة 2-3 دقيقة.
  3. قطع أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ ويزدرع الارسال الترددات الراديوية. قطع رأس فأر باستخدام مقص أو المقصلة وإزالة الدماغ من قحف عصبي عن طريق التلاعب لطيف مع مقص جراحي وملقط.
  4. إصلاح العقول في 4٪ امتصاص العرق في الفوسفات المالحة العازلة (PBS) (7.4 درجة الحموضة) بين عشية وضحاها. لcryoprotection، نقل أدمغة إلى 30٪ الجلوكوز وتخزينها في 4 درجات مئوية حتى مزيد من المعالجة.
    ويعتبر امتصاص العرق الخطرة من قبل OSHA هاز 2012 ملاحظة: ارض الاتصالات الموحدة (29 CFR 1910.1200). اتخاذ الاحتياطات اللازمة: استخدام معدات الوقاية الشخصية، وضمان التهوية المناسبة، وتجنب تكوين الغبار. وبالإضافة إلى ذلك، إزالة مصادر الاشتعال واتخاذ تدابير وقائية ضد التصريف الثابت. لا ينبغي اطلاق سراحهم لامتصاص العرق في البيئة.
  5. جبل الدماغ المستخرج على حامل أنسجة ناظم البرد باستخدام لاصق وقطع العقول إلى 40-75 ميكرون شرائح الاكليلية. تركيب شرائح على الشرائح الزجاجية وصمة عار لهم نيسل الأزرق باستخدام الإجراء النسيجي القياسية. وهذا الإجراء تصور قناة الفرع الذي يعكس موقف القطب السابق. لاحظ أنه من الممكن أيضا أن قطع شرائح الاكليلية من الدماغ الأصلي باستخدام vibroslicer
  6. تتضمن فقط تلك الحيوانات التي تلبي الصحيحة EEG معايير القطب التنسيب؛ في المنطقة CA1، يجب أن تكون مترجمة غيض من القطب في عمق طبقة CA1 الهرمي.

> 5. الحصول على البيانات

  1. سجل CA1 رسم المخ intrahippocampal مع معدل أخذ العينات المناسب مع أي بداهة مرشح قطع.
    ملاحظة: معدل أخذ العينات، وهو مرسل محددة، ويحدد الحد الأقصى تردد العلوي من تحليل EEG.
  2. معالجة البيانات المسجلة مع برامج التحليل. برنامج الوقت التردد التحليلات والحسابات مع الإجراءات حسب الطلب للسيطرة على وسائل التحليل (الشكل 5) 20.
  3. قطع EEG المسجلة في أقسام بطول 1 ساعة لكل منهما. استخدام معالجات الكمبيوتر سريع، منذ وقت الحساب مرتفع. بالإضافة إلى ذلك، والاستفادة من البرامج التي يمكن أن تتم بشكل مواز الحوسبة على حبات متعددة 20.

6. تحليل البيانات EEG

  1. تحليل شرائح البيانات باستخدام مجمع Morlet المويجات لحساب كل من التردد والسعة من التذبذبات.
    ملاحظة: هذه المويجات (على سبيل المثال، Ψ (س) = (π ب)وكثيرا ما طبقت - (1/2) إكسب (2 ط π ج خ) إكسب (-x 2 / ب)، حيث b هي المعلمة عرض النطاق الترددي، ج التردد المركزي، وأنا وحدة وهمية) في الأدب لدراسة التخطيط الدماغي البيانات، كما تضمن القرار الأمثل في كل من التردد والوقت 23 و 24.
  2. استخدام معلمة عرض النطاق الترددي ومركز إعداد تردد أن بخاصة الأوزان قرار تردد للتمييز الاختلافات تردد على مستوى 0.1 هرتز في حين لا يزال عدم إهمال قرار بوقت كاف.
    ملاحظة: العمليات العصبية في الفرقة أشعة جاما هي 25 قصيرة الأمد، وهذا يمكن أن ينطبق على إيقاعات ثيتا. وبالتالي، يجب على النهج التحليلي النظر في القرار الزماني كاف.
  3. تحليل البيانات EEG في مدى التردد من 0،2 حتي 12 هرتز، مع حجم الخطوة من 0.1 هرتز، وبالتالي بما في دلتا نموذجي، وتا، وتردد ألفا نطاقات.
  4. انشاء، أداة تحليلية معقدة الآلي لوضع بنيان تردد ثيتا، التي يمكن أن تحل محل الفحص البصري القياسي لثيتا التذبذبات. ويسمى هذا الإجراء طريقة الكشف ثيتا (TDM).
  5. حساب حاصل على أقصى اتساع في نطاق تردد ثيتا (3،5-8،5 هرتز) والحد الأقصى للسعة في مدى التردد دلتا العلوي (2-3،4 هرتز) للنوافذ وقت 2.5 بعضنا.
    ملاحظة: تخدم قيمة هذا حاصل كإجراء لتقرر ما إذا كان وقع التذبذب ثيتا. تعريف نطاق تردد ثيتا يمكن أن تختلف تبعا لوظيفي الدولة وتشريحي عصبي الدوائر / النظام ليتم تحليلها.
  6. تصنيف شريحة بأنه "عصر متذبذبة ثيتا،" إذا كانت نسبة المحسوبة خلال هذا القطاع هو فوق 1.5.
    ملاحظة: هذا يضمن أن السعة القصوى ثيتا أعلى لا يقل عن 50٪ من السعة في فرقة دلتا العليا خلال ذات الصلة 2.5 الصورة EEGقطعة. لاحظ أن نسبة قد تحتاج التكيف اعتمادا على الخط و / أو الأنواع المستخدمة. يمثل فاصل من 2.5 ق مدة الحد الأدنى لالتذبذب ثيتا، يمنع المكتشفة إيجابية كاذبة من بعض الحقب صاخبة، وتقع ضمن تعريفات مجموعة من المنشورات الأخرى 19، 26. يقدم النطاق الترددي دلتا العلوي والفرقة التردد السيطرة بسبب النشاط دلتا الناحية الفسيولوجية ذي صلة يبدو خلال العهود غير ثيتا، على سبيل المثال، أثناء نوم الموجة البطيئة، والذي قلل إلى حد كبير خلال النشاط ثيتا.
  7. كرر هذا الإجراء لكل قسم 1 ساعة. وبالتالي، يتكون كل قسم من 1،440 قطاعات EEG مع أطوال 2.5 بعضنا.
  8. إحصائية تقييم البيانات من الحقب التذبذب ثيتا التي تم تحديدها.
  9. حساب الإحصاءات من إجمالي مرات مدة الكشف عن ثيتا العهود. مجموعات متميزة أو محددة مسبقا. دورات، مثل الضوء / الظلام. والمعلمات الآخرين.
    ملاحظة: الستاتيويمكن أن تشمل عصي اختبار t، أنوفا، أو MANOVA، اعتمادا على المتغير، وعدد من الجماعات، والظروف، الخ
  10. حساب إحصائيات واتساع الحقب ثيتا الكشف، ولكن فقط في نطاق تردد ثيتا (3،5-8،5 هرتز).
  11. تقييم إحصاءات وتيرة الحقب ثيتا الكشف، ولكن فقط في نطاق تردد ثيتا (3،5-8،5 هرتز).
    ملاحظة: تردد ثيتا من حقبة ثيتا يعرف بأنه تردد ينتمون إلى السعة القصوى ثيتا من حقبة ثيتا.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ثيتا النشاط يمكن تسجيلها في مجموعة واسعة من مناطق الجهاز العصبي المركزي (CNS). هنا، نقدم تحليلا لثيتا التذبذبات من قرن آمون الفئران. يمكن أن تحدث هذه التذبذبات خلال الدول السلوكية والمعرفية المختلفة. يوصى بدرجة كبيرة لتحليل ثيتا التذبذبات في إطار كل من المدى الطويل، المتعلقة مهمة على المدى القصير، والظروف العفوية التي يسببها دواء.
ويوضح الشكل 1 تسجيل intrahippocampal CA1 التمثيلي في ظل ظروف السيطرة. إذا كان هذا الحيوان ليس في ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ثيتا النشاط من أهمية مركزية في الفسيولوجيا العصبية النظامية. ويمكن أن يلاحظ في مناطق الدماغ المختلفة، وخاصة في قرن آمون، حيث يرتبط ذلك إلى الدول السلوكية والمعرفية المحددة. وبالإضافة إلى ذلك، ثيتا الحصين يمكن التفريق دواء إلى حساسة الأتروبين من النوع الثاني والأتروبين حساسة النوع الأول ثيتا. ويعتقد أن النوع الأول يجب أن تكون متصلة الحركة، مثل المشي أو الجري 27، 28، 29،

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يود المؤلفون أن يشكروا الدكتورة كريستينا جينكل (المركز الألماني للأمراض التنكسية العصبية ، DZNE) والدكتور روبرت ستارك (DZNE) على مساعدتهم في تربية والرعاية الصحية للحيوانات. وحظي هذا العمل بدعم مالي من المعهد الاتحادي للأدوية والأجهزة الطبية (Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte، BfArM)، بون، ألمانيا.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
كاربروفين (Rimadyl VET - Injektionslö sung)PfizerPZN 0110208208
مجهر تكبير جراحي مجهرZeiss Stemi 20000000001003877 ، 43554000000000 ، 0000001063306 ، 4170530000000 ، 4170959255000 ، 4551820000000 ، 4170959040000 ، 4170959050000
Dexpanthenole (Bepanthen Wund- und Heilsalbe)BayerPZN: 1578818
ستائر (معقمة)HartmannPZN 0366787
70٪ إيثانولكارل روث9065.5
0.3٪ / 3٪ محلول بيروكسيد الهيدروجينسيجما95321قفازات محلول مخزون 30٪
(معقمة)قفازات أحادية1570
أسمنت أيونومر للأسنانKentDental / NORDENTA957 321
معقم الأدوات الجراحية القائمة على الحرارةFST18000-50
مثقاب أسنان عالي السرعةAdeorSI-1708
نظام مخدر للاستنشاق (إيزوفلوران)Harvard Apparatus GmbH34-1352 ، 10-1340 ، 34-0422 ، 34-1041 ، 34-0401 ، 34-1067 ، 72-3044 ، 34-0426 ، 34-0387 ، 34-0415 ، 69-0230
IsofluraneBaxter 250 ملPZN 6497131
كيتامينفايزرPZN 07506004
محلول Lactated Ringer (معقم)BraunL7502
NisslBAA31712159Armin Baack
(معقمة)ReWa Krankenhausbedarf2003/01
أقطاب فولاذية وتنغستن مطلية بالباريلينFHC Inc. ، الولايات المتحدة الأمريكيةUEWLGESEANND
إطار تجسيميNeurostar51730Mتم طلبها في Stoelting
(محرك ستيريو - جديد بمحرك تجسيم) أشرطة
(معقمة)BSN medical GmbH & Co. KG626225
TA10ETA-F20DSI270-0042-001Xجهاز إرسال الترددات الراديوية 3.9 جم ، 1.9 سم مكعب ، نطاق جهد الإدخال & plusmn ؛ 2.5 مللي فولت ، عرض النطاق الترددي للقناة (B) 1 - 200 هرتز ، معدل أخذ العينات الاسمي (f) 1,000 هرتز (f = 5B) نطاق تشغيل درجة الحرارة 34 - 41 درجة ؛ عمر البطارية المضمون C 4 أشهر
TL11M2-F20EETDSI270-0124-001Xجهاز إرسال الترددات الراديوية 3.9 جم ، 1.9 سم مكعب ، نطاق جهد الإدخال ± ؛ 1.25 مللي فولت ، عرض النطاق الترددي للقناة (B) 1 - 50 هرتز ، معدل أخذ العينات الاسمي (f) 250 هرتز (f = 5B) نطاق تشغيل درجة الحرارة 34 - 41 درجة ؛ عمر البطارية المضمون C 1.5 شهر
Vibroslicer 5000 MZعلوم المجهر الإلكتروني5000-005
Xylazine (Rompun)BayerPZN: 1320422
MatlabMathworks Inc.برامج البرمجة والحوسبة والتصور
SPSSIBMبرنامج التحليل الإحصائي
20 مل محلول تلطيخ وسادات

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Vanderwolf, C. H. Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the rat. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 26, 407-418 (1969).
  2. Kahana, M. J., Seelig, D., Madsen, J. R. Theta returns. Curr Opin Neurobiol. 11, 739-744 (2001).
  3. Varga, V., et al. The presence of pacemaker HCN channels identifies theta rhythmic GABAergic neurons in the medial septum. J Physiol. 586, 3893-3915 (2008).
  4. Takano, Y., Hanada, Y. The driving system for hippocampal theta in the brainstem: an examination by single neuron recording in urethane-anesthetized rats. Neurosci Lett. 455, 65-69 (2009).
  5. Goutagny, R., Manseau, F., Jackson, J., Danik, M., Williams, S. In vitro activation of the medial septum-diagonal band complex generates atropine-sensitive and atropine-resistant hippocampal theta rhythm: an investigation using a complete septohippocampal preparation. Hippocampus. 18, 531-535 (2008).
  6. Manseau, F., Goutagny, R., Danik, M., Williams, S. The hippocamposeptal pathway generates rhythmic firing of GABAergic neurons in the medial septum and diagonal bands: an investigation using a complete septohippocampal preparation in vitro. J Neurosci. 28, 4096-4107 (2008).
  7. Hangya, B., Borhegyi, Z., Szilagyi, N., Freund, T. F., Varga, V. GABAergic neurons of the medial septum lead the hippocampal network during theta activity. J Neurosci. 29, 8094-8102 (2009).
  8. Siwek, M. E., et al. Altered theta oscillations and aberrant cortical excitatory activity in the 5XFAD model of Alzheimer's disease. Neural Plast. 2015, 781731(2015).
  9. Buzsaki, G. Theta oscillations in the hippocampus. Neuron. 33, 325-340 (2002).
  10. Buzsaki, G., et al. Hippocampal network patterns of activity in the mouse. Neuroscience. 116, 201-211 (2003).
  11. Buzsaki, G., Moser, E. I. Memory navigation and theta rhythm in the hippocampal-entorhinal system. Nat Neurosci. 16, 130-138 (2013).
  12. Shin, J. Theta rhythm heterogeneity in humans. Clin Neurophysiol. 121, 456-457 (2010).
  13. Shin, J., et al. Phospholipase C beta 4 in the medial septum controls cholinergic theta oscillations and anxiety behaviors. J Neurosci. 29, 15375-15385 (2009).
  14. Shin, J., Kim, D., Bianchi, R., Wong, R. K., Shin, H. S. Genetic dissection of theta rhythm heterogeneity in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 102, 18165-18170 (2005).
  15. Brown, D. A., Adams, P. R. Muscarinic suppression of a novel voltage-sensitive K+ current in a vertebrate neurone. Nature. 283, 673-676 (1980).
  16. Senkov, O., Mironov, A., Dityatev, A. A novel versatile hybrid infusion-multielectrode recording (HIME) system for acute drug delivery and multisite acquisition of neuronal activity in freely moving mice. Front Neurosci. 9, 425(2015).
  17. Lundt, A., et al. EEG Radiotelemetry in Small Laboratory Rodents: A Powerful State-of-the Art Approach in Neuropsychiatric, Neurodegenerative, and Epilepsy Research. Neural Plast. 2016, 8213878(2016).
  18. Papazoglou, A., et al. Non-restraining EEG radiotelemetry: epidural and deep intracerebral stereotaxic EEG electrode placement. J Vis Exp. (112), (2016).
  19. Csicsvari, J., Hirase, H., Czurko, A., Buzsaki, G. Reliability and state dependence of pyramidal cell-interneuron synapses in the hippocampus: an ensemble approach in the behaving rat. Neuron. 21, 179-189 (1998).
  20. Muller, R., et al. Atropine-sensitive hippocampal theta oscillations are mediated by Cav2.3 R-type Ca2+ channels. Neuroscience. 205, 125-139 (2012).
  21. Klausberger, T., et al. Brain-state- and cell-type-specific firing of hippocampal interneurons in vivo. Nature. 421, 844-848 (2003).
  22. Caplan, J. B., Madsen, J. R., Raghavachari, S., Kahana, M. J. Distinct patterns of brain oscillations underlie two basic parameters of human maze learning. J Neurophysiol. 86, 368-380 (2001).
  23. Montgomery, S. M., Buzsaki, G. Gamma oscillations dynamically couple hippocampal CA3 and CA1 regions during memory task performance. Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 14495-14500 (2007).
  24. Kronland-Martinet, R., Morlet, J., Grossman, A. Analysis of sound patterns through wavelet transform. Int J Pattern Recognit Artif Intell. 1, 29(1987).
  25. Buzsaki, G., Wang, X. J. Mechanisms of gamma oscillations. Annu Rev Neurosci. 35, 203-225 (2012).
  26. Goutagny, R., Jackson, J., Williams, S. Self-generated theta oscillations in the hippocampus. Nat Neurosci. 12, 1491-1493 (2009).
  27. Bland, B. H. The physiology and pharmacology of hippocampal formation theta rhythms. Prog Neurobiol. 26, 1-54 (1986).
  28. Leung, L. S. Generation of theta and gamma rhythms in the hippocampus. Neurosci Biobehav Rev. 22, 275-290 (1998).
  29. Shin, J., Talnov, A. A single trial analysis of hippocampal theta frequency during nonsteady wheel running in rats. Brain Res. 897, 217-221 (2001).
  30. Shin, J. A unifying theory on the relationship between spike trains, EEG, and ERP based on the noise shaping/predictive neural coding hypothesis. Biosystems. 67, 245-257 (2002).
  31. Kramis, R., Vanderwolf, C. H., Bland, B. H. Two types of hippocampal rhythmical slow activity in both the rabbit and the rat: relations to behavior and effects of atropine, diethyl ether, urethane, and pentobarbital. Exp Neurol. 49, 58-85 (1975).
  32. Lu, B. L., Shin, J., Ichikawa, M. Massively parallel classification of single-trial EEG signals using a min-max modular neural network. IEEE Trans Biomed Eng. 51, 551-558 (2004).
  33. Robinson, T. E., Kramis, R. C., Vanderwolf, C. H. Two types of cerebral activation during active sleep: relations to behavior. Brain Res. 124, 544-549 (1977).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة