Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Nora V. de Camp; Silke Dietze; Markus Kla&#223;en; J&#252;rgen Bergeler

doi:10.3791/58226

تسجيلات التخطيط الدماغي موسع من الانتقال بحرية الخنازير

JoVE Journal
Neuroscience

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Journal Neuroscience

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

تسجيلات التخطيط الدماغي موسع من الانتقال بحرية الخنازير

Full Text

7,756 Views

04:05 min

July 13, 2018

DOI: 10.3791/58226-v

Nora V. de Camp^1,2, Silke Dietze¹, Markus Klaßen³, Jürgen Bergeler¹

¹Institute of Animal Welfare, Animal Behavior and Laboratory Animal Science, Veterinary Medicine,Free University Berlin, ²Department of Biology, Behavioral Physiology,Humboldt University Berlin, ³Lehr- und Versuchsanstalt für Viehhaltung Hofgut Neumühle

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study presents a protocol for recording telemetric electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets without sedation, allowing for the observation of typical EEG patterns during non-REM sleep. The method's primary advantage is its ability to capture essential data in a natural environment, promoting the assessment of cortical development.

Key Study Components

Area of Science

Neuroscience
Electrophysiology
Animal behavior

Background

Understanding cortical development in animals.
Analyzing EEG patterns associated with various behavioral states.
Evaluating animal welfare through non-invasive measures.
Implementing a novel approach for EEG recording in piglets.

Purpose of Study

To develop a non-sedative method for recording EEGs in freely moving piglets.
To investigate EEG patterns indicative of non-REM sleep.
To advance research in developmental neuroscience.

Methods Used

Telemetric EEG recording from freely moving piglets in a natural setting.
The biological model consists of unharmed piglets monitored during non-REM sleep.
Involves careful electrode placement, animal handling, and monitoring for signs of distress.
Required setup includes power supply, telemetry unit, and calibration checks.
Electrodes placed appropriately to facilitate accurate data transmission and capture.

Main Results

EEG patterns, including spindle bursts and low amplitude phases of REM-like sleep, were successfully recorded.
High-quality recordings could be achieved even during lactation without animal distress.
Findings could significantly enhance understanding of EEG features during various sleep states.
The method may also contribute to improved animal welfare assessments.

Conclusions

This study demonstrates a viable, non-invasive technique for EEG recording in piglets.
The method facilitates the exploration of EEG patterns in awake and sleeping animals, enriching developmental neuroscience research.
Implications extend to assessing neuronal mechanisms and welfare in animal models.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of this EEG recording method?

The method allows for EEG recordings in a natural setting without sedation, reducing stress for the animals and enabling observation of typical sleep patterns.

How is the piglet prepared for EEG recording?

The piglet is gently handled to calm it, and its skin is prepared for electrode placement using appropriate cleaning tools before the recording begins.

What types of data are obtained from this method?

Data includes EEG patterns associated with non-REM sleep, such as spindle bursts and phases of REM-like sleep, which can provide insights into cortical development.

How can this method be applied or adapted in future studies?

Researchers can use this technique to study EEG patterns in different states of consciousness and across various developmental stages in other animal models.

What are key considerations when implementing this method?

Careful animal handling is necessary to minimize stress, and all equipment must be properly calibrated to ensure quality recording.

هنا، نحن حاليا بروتوكول لسجل القياس البعدي اليكترونسيفالوجرامس (EEGs) من الانتقال بحرية الخنازير مباشرة في مكان قذر دون استخدام المسكنات، مما يجعل من الممكن لتسجيل أنماط EEG نموذجي أثناء غير-REM النوم، مثل مغزل رشقات نارية.

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال علم الأعصاب حول التطور القشري. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن لا تحتاج إلى التخدير. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن يتم التعامل معها عندما تكون مستيقظة ويجب على المجرب العمل بسرعة.

قبل بدء التجربة ، ابحث عن موقع مناسب للإعداد. استخدم أسطوانة كبل لتزويد الإعداد بطاقة الخط ، وقم بتوصيل الكمبيوتر المحمول ووحدة الاستقبال والمحول التناظري إلى المحول الرقمي حسب الضرورة لنظام القياس عن بعد المحدد المستخدم. ضع الأقطاب الكهربائية والمواد اللاصقة ومسحات القطن والمناديل وكتل الخلط وورق الصنفرة والبرمل في مساحة منفصلة ، وقم بقص ولحام الأقطاب الكهربائية إلى أقصر طول ممكن ، وفقا لحجم.

يجب أن تكون الكابلات طويلة بما يكفي للاتصال من مواضع قطب التسجيل على رأس بوحدة EEG عن بعد لنقل البيانات. عندما تكون جميع المواد جاهزة ، اصطاد خنزير صغير في الساق أو الصدر مع الحرص على أن تكون على دراية بأي تغوط أو تبول محتمل. ضع علامة على الخنزير الصغير برقم حسب الضرورة ، ولف بمنشفة لتهدئته.

أمسك الخنزير الصغير بيد واحدة على الجسم أو الساعد واستخدام اليد الأخرى للتحكم في الخطم ، اطلب من مساعد تنظيف جلد ، باستخدام أداة مناسبة لإزالة أي جلد ميت حسب الضرورة. ضع أقطاب التسجيل في المواقع التجريبية المناسبة. القطب الأرضي فوق المخيخ والقطب المرجعي على الخطم.

عند وضع جميع الأقطاب الكهربائية ، قم بتوصيل الكابلات بوحدة القياس عن بعد وتشغيلها. قم بتغطية وحدة القياس عن بعد والكابلات والأقطاب الكهربائية بمطاط السيليكون اللاصق المصنوع من مكونين ، عندما يتم معالجة مطاط السيليكون تماما ، ضع الخنزير الصغير مرة أخرى في القلم وراقب لعدة دقائق أخرى بحثا عن أي علامات على عدم الراحة. قبل بدء التجربة ، تحقق من وجود أي ضوضاء خطية ، يجب أن يتعافى الخنزير الصغير ويبدأ في مزامنة سلوكه مع إخوته بعد حوالي 30 ثانية.

انتظر مرحلة النوم وابدأ التسجيل ، وانقل أي أشقاء نائمين برفق من وحدة القياس عن بعد حسب الضرورة. في نهاية فترة التسجيل ، أمسك الخنزير الصغير مرة أخرى دون تفاقم البذر ، وارفع مطاط السيليكون برفق على حافة واحدة ، ثم قم بإزالة رقعة مطاط السيليكون بالكامل التي تحتوي على الأقطاب الكهربائية ووحدة القياس عن بعد ، مع توخي الحذر مع عيون الخنزير الصغير ، وإعادة الخنزير الصغير إلى القلم. باستخدام وحدة القياس عن بعد كما هو موضح ، يمكن التقاط أنماط مخطط كهربية الدماغ المرتبطة بالنوم غير REM ، مثل رشقات المغزل أو فرش دلتا من الخنازير الصغيرة التي تتحرك بحرية بالإضافة إلى مراحل النوم الشبيه بحركة العين السريعة ذات السعة المنخفضة للغاية.

يمكن أيضا تحقيق تسجيل عالي الجودة أثناء الرضاعة. ومن المحتمل أن تكون الرسالة مفيدة أيضا لتقييم الرفاهية بالحيوان. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال علم الأعصاب التنموي لاستكشاف أنماط مخطط كهربية الدماغ في المستيقظة.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos