تسجيلات المحتملة مقولة البصرية في الفئران باستخدام الجاف غير الغازية متعدد القنوات فروة الرأس الاستشعار EEG
يناير 12, 2018
لقد قمنا بتصميم جهاز استشعار 16 قناة EEG نوع جاف الذي غير الغازية، وتشوه، ويمكن إعادة استخدامها. وتصف هذه الورقة العملية برمتها من التصنيع الكهربائي EEG المقترحة معالجة إمكانيات مقولة البصري (VEP) الإشارات إشارات قياس في فروة الرأس ماوس استخدام أجهزة استشعار EEG متعددة القنوات جافة غير الغازية.
الهدف العام من هذا الإجراء هو قياس الإمكانات البصرية المستحثة على فروة رأس الفأر باستخدام مستشعر مخطط كهربية الدماغ الجاف وغير الغازي ومتعدد القنوات. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة السريعة في مجال البحث الانتقالي قبل السريري لكسر فجوة الإشارة في أبحاث مخطط كهربية الدماغ غير الغازية بين البشر المختبر. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي عدم التوغل ، مما يعزز فهم مخطط كهربية الدماغ الحيواني.
علاوة على ذلك ، فإنه يوفر بيئات تجريبية آمنة ومريحة. ابدأ بإعداد 16 دبوسا لقطب كهربائي واحد غير جراحي. قطع قطعتين من ركائز الألياف الزجاجية بحجم 15 ملم × 17 ملم.
بعد ذلك ، قم بعمل 16 ثقبا قطرها 1.2 ملم باستخدام آلة نقش دقيقة. بعد ذلك ، قم بحفر 16 حفرة في الركائز المسطحة وفقا لتنسيق المسبار ، بالتساوي بفاصل ملليمترين. قم بتكديس ركيزتين ، وقم بتطبيق قطرة واحدة من الغراء اللاصق سريع المفعول بين طبقات الركيزة لإنشاء طبقة مزدوجة بسماكة ثلاثة ملليمترات ، تدعم 16 قطبا كهربائيا مستقرا ومتوازيا أثناء الحصول على الإشارة.
بعد ذلك ، قم بتجميع القطب الكهربائي ال 16 يدويا على الركيزة واحدة تلو الأخرى. قم بلحام وربط جزء غطاء اللحام النهائي لكل قطب كهربائي بالموصل المقاوم لللمس. أخيرا ، قم بتغطية وإخفاء التقاطعات المكشوفة بأنابيب الانكماش الحراري للعزل الكهربائي.
على الفأر المخدر ، ابدأ بوضع مرهم العين بقطعة قطن للحفاظ على رطوبة القرنية. قم بإزالة الشعر حول الرأس والكتفين باستخدام ماكينة قص الشعر. بعد ذلك ، وزعي كريم إزالة الشعر المتاح تجاريا ، واحتفظي به على هذه المنطقة لمدة ثلاث إلى أربع دقائق.
أخيرا ، قم بإزالة مزيل الشعر المطبق باستخدام ملعقة ، ثم امسح الباقي بمناديل مبللة ، مع تطبيق الماء عدة مرات. ابدأ بتركيب رأس الماوس على الإطار التجسيمي عن طريق وضع قضبان الأذن في قنوات أذن الماوس ، وشدها في مكانها. قم بتركيب المستشعر في حامل القطب الكهربائي المخصص.
ثم قم بتثبيت حامل المستشعر على الإطار التجسيمي. حدد موقع تخطيط كهربية الدماغ المرن ، أو مستشعر مخطط كهربية الدماغ ، مع مراعاة القطب المرجعي وموضع بريجما. بعد ذلك ، قم بخفض المستشعر بعناية في الاتجاه الرأسي ، بحيث تتصل غطاسات الأقطاب الكهربائية المصفوفة بفروة رأس الماوس بالتساوي على الهامش المنحني.
تأكد من أن المعاوقات ضمن النطاق المناسب ، من 100 كيلووم ، إلى اثنين من ميغا أوم. أعد وضع القطب عندما تكون أي قيمة مقاومة خارج النطاق. بعد ذلك ، ضع المحفز الضوئي على بعد 20 سم من عيون الفأر.
اضبط معلمات الأجهزة التجريبية بحيث يكون تردد أخذ العينات 500 هرتز ، وترشيح الشق 60 هرتز ، والفاصل الزمني بين التحفيز عند 10 ثوان ، ومدة الفلاش عند 10 مللي ثانية ، وعدد محفزات الفلاش عند 100 تجربة لكل موضوع. أخيرا ، قبل بدء تسجيلات مخطط كهربية الدماغ ، قم بتكييف الماوس لمدة 10 دقائق في القفص المظلم للتكيف البصري المظلم. يشير متوسط الاستجابات المحتملة للاستثارة البصرية إلى الحد الأدنى من تذبذب الإشارة بعد التحفيز ، أقل من 300 مللي ثانية في المدة.
تستقر الإشارة بشكل مطرد بمرور الوقت خلال فترة ما بعد التحفيز. علاوة على ذلك ، يمكن تصنيف 14 قناة إلى عدة مجموعات بناء على استجابات VEP ، مما يكشف عن أشكال وأنماط مماثلة. بمجرد إتقانها ، يمكن إكمال هذه التقنية في ساعة واحدة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح.
أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر التحقق من حالة تخدير. يمكن إجراء الجمع بين هذا الإجراء وطرق أخرى ، مثل تحفيز الدماغ أو تسجيلات الفيزيولوجيا الكهربية العميقة على السطح من أجل الإجابة على أسئلة إضافية ، مثل تحسين معلمة تحفيز الدماغ ، أو توطين المصدر. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال مجالات البحث الانتقالي لربط أبحاث العلوم الأساسية بدراسات الدماغ البشري بأبحاث قابلة للمقارنة وموثوقة وفعالة دون أي تحضير جراحي جراحي.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية قياس الإمكانات المرئية المستحثة على فروة رأس الفأر باستخدام قطب كهربائي جديد يتمتع بميزة المرونة وحالة النوع الجاف والقدرات متعددة القنوات وعدم التدخل الجراحي وإعادة الاستخدام.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة مستشعراً لتخطيط كهربائية الدماغ (EEG) من النوع الجاف بـ 16 قناة، مصمماً للاستحواذ المرن وغير الجراحي للإشارات من فروة رأس الفأر. وتركز الدراسة على قياس الجهود المستثارة بصرياً (VEP) في الأبحاث قبل السريرية، مما يعزز تكنولوجيا تخطيط كهربائية الدماغ غير الجراحية لتحقيق فهم أفضل لنشاط دماغ الحيوان.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- الفيزيولوجيا الكهربائية
- الأبحاث قبل السريرية
خلفية علمية
- تعمل الطرق غير الاجتياحية في أبحاث تخطيط كهربية الدماغ (EEG) على سد الفجوات بين الدراسات البشرية والدراسات التي تُجرى على الحيوانات.
- تفتقر التقنيات الحالية إلى المرونة وغالباً ما تتطلب إجراءات اجتياحية.
- يمكن أن يوفر فهم الجهود المستثارة بصرياً (VEPs) رؤى حول وظائف الدماغ ورفاهية الحيوان.
الغرض من الدراسة
- لتطوير مستشعر EEG جديد يسهل قياسات VEP بكفاءة في الفئران.
- لتوضيح مزايا مراقبة EEG غير الغازية في البحوث الانتقالية.
- لإنشاء طريقة موثوقة للحصول على الإشارات دون الحاجة إلى تحضير جراحي.
الطرق المستخدمة
- مستشعر EEG متعدد القنوات لاقتناء الإشارات بطريقة غير جراحية من فروة رأس الفأر.
- نموذج فأر مُستخدم مع تحضيرات محددة للتخدير وتنظيف فروة الرأس.
- خطوات تجميع مفصلة لبناء قطب EEG الكهربائي.
- إعداد معاملات التحفيز وتكيف العين قبل تسجيلات EEG.
- مراقبة المعاوقة لضمان التلامس الأمثل للقطب الكهربائي.
النتائج الرئيسية
- تحقيق تسجيلات مستقرة للجهد المثار بصرياً (VEP) مع حد أدنى من تقلبات الإشارة.
- تصنيف الاستجابات إلى مجموعات بناءً على المورفولوجيا المتشابهة التي كشفت عنها 14 قناة.
- إثبات التنفيذ السريع للإجراء مع الفعالية في دراسات تحفيز الدماغ.
الاستنتاجات
- تسلط هذه الدراسة الضوء على تقنية غير جراحية لقياس الجهود البصرية المستثارة (VEPs)، مما يمهد الطريق لأبحاث العلوم العصبية الترجمية.
- يمكن لتسجيلات تخطيط كهربية الدماغ (EEG) الموثوقة أن تعزز فهم الآليات العصبية في النماذج قبل السريرية.
- يمكن دمج هذا النهج مع طرق أخرى لإجراء دراسات متقدمة في الإشارات العصبية والسلوك.
الأسئلة الأكثر شيوعاً
الأهمية التنفيذية في القطاع الصناعي
تعالج طرق تخطيط كهربائية الدماغ (EEG) غير الباضعة في النماذج قبل السريرية الفجوة الانتقالية بين الفسيولوجيا العصبية للحيوان والإنسان، وذلك من خلال تمكين قراءات عصبية قابلة للتكرار والتوسع دون تدخل جراحي. ويدعم هذا المستشعر الجاف متعدد القنوات تقليل المخاطر الميكانيكية في التحقق من الأهداف من خلال توفير مؤشرات حيوية كمية ومحددة زمنياً لوظيفة المسار الحسي. كما أن قابليته لإعادة الاستخدام وتوافقه مع تصميمات الدراسات الطولية يعززان كفاءة المحفظة البحثية في مسارات الاكتشاف المبكرة التي تركز على علاجات الجهاز العصبي المركزي (CNS).
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: تتيح استجواب سلامة المسار البصري والاستجابة القشرية كعلامة بيولوجية وظيفية للتفاعل مع الهدف في الأدوية المرشحة لعلاج الجهاز العصبي المركزي.
- القيمة التشغيلية: توفر قياسات غير نهائية وقابلة للتكرار تدعم دراسات الاستجابة للجرعة والمسار الزمني في نفس مجموعة الحيوانات.
الفحص وتطوير المقايسة
- القيمة العلمية: تُنتج قراءات قابلة للقياس الكمي لسعة وزمن وصول الجهد البصري المستثار (VEP)، مما يجعلها مناسبة للفحص عالي المحتوى للمركبات التي تؤثر على النقل العصبي.
- القيمة التشغيلية: يضمن التمركز الموحد للأقطاب الكهربائية ومراقبة الممانعة تكرار دقة المقايسة عبر المختبرات والفترات الزمنية المختلفة.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- القيمة العلمية: تسهيل المقارنة المباشرة لملفات الاستجابة العصبية بين نماذج القوارض وبيانات تخطيط كهربية الدماغ (EEG) السريرية البشرية، مما يعزز الثقة التنبؤية.
- القيمة التشغيلية: دعم التتبع الطولي لتطور المرض أو التأثير العلاجي في الدراسات قبل السريرية المزمنة.
تكامل مسار العمل والتدفق التشغيلي
تندرج هذه الطريقة ضمن سلسلة عمليات الاكتشاف، بدءاً من اختبار فرضية الهدف وصولاً إلى تحسين المركبات الرائدة، حيث تُوجه المؤشرات الحيوية العصبية الوظيفية قرارات المضي قدماً أو التوقف قبل القيام باستثمارات كبيرة.
- بيولوجيا الاكتشاف: تتيح تقليل مخاطر الآليات من خلال التحقق من تأثيرات تعديل الهدف على النشاط العصبي المستحث حسياً في الدوائر السليمة.
- الفحص: توفر قراءات كهرومغناطيسية يمكن دمجها مع فحوصات سلوكية أو جزيئية لإجراء فحص نمطي متكامل.
- التحليلات: توفر بيانات VEP متعددة القنوات ومقيدة زمنياً، مما يسمح بالتحليل الطيفي والمورفولوجي لاستجابات الشبكة العصبية.
- البحث الانتقالي: تتوافق مع نقاط النهاية السريرية لـ EEG لتحسين استقراء تفاعل الهدف والتأثيرات الديناميكية الدوائية عبر الأنواع المختلفة.
- إعادة الاستخدام في المؤسسة: تدعم إمكانية إعادة استخدام المستشعر وأداؤه المستقر التقييس كورد مشترك للمنصة عبر فرق الاكتشاف.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: يقلل من الغموض الميكانيكي في التحقق من الهدف من خلال ربط التدخل الجزيئي بتغيرات قابلة للقياس في وظيفة الدوائر العصبية.
- القيمة التشغيلية: يلغي الحاجة إلى جراحة البقاء والتباينات ما بعد الجراحة، مما يزيد من الإنتاجية والامتثال لمعايير رفاهية الحيوان.
- القيمة الاستراتيجية: يحسن كفاءة رأس المال من خلال تمكين الكشف المبكر عن المرشحات غير الفعالة للجهاز العصبي المركزي عبر المؤشرات الحيوية العصبية الموضوعية.
- التأثير على المحفظة: يدعم التقدم المعدل حسب المخاطر من خلال توفير بيانات وظيفية تكمل اختبارات الارتباط بالهدف والمقاييس المظهرية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في الفيزيولوجيا الكهربائية، والتعامل مع الحيوانات، ومعالجة الإشارات لضمان دقة الحصول على الجهود البصرية المستثارة (VEP) وتفسيرها.
- يعتمد على استقرار التوصيلات الكهربائية والبيئات ذات الضوضاء المنخفضة؛ وقد تختلف جودة الإشارة باختلاف حركة الحيوان أو تدهور الأقطاب الكهربائية.
- يستلزم توحيد معايير بارامترات التحفيز، وعمق التخدير، وتجهيز فروة الرأس عبر المواقع المختلفة لضمان قابلية المقارنة بين الدراسات المتعددة.
- لا يزال التكيف مع الحيوانات التي تتحرك بحرية محدوداً وفقاً للمواد المصدرية، مما يقيد استخدامه في نماذج الفيزيولوجيا الكهربائية السلوكية.
- تشمل القيود العملية متطلبات مراقبة الممانعة والحاجة إلى التكيف مع الظلام قبل كل جلسة تسجيل.
