بروتوكول فعال من حيث التكلفة وطفيف التوغل لتسجيل تخطيط كهربية الدماغ المزمن متعدد المواقع في الفئران التي تتحرك بحرية

يتيح هذا البروتوكول تسجيلات تخطيط الدماغ للفئران منخفضة التوغل وعالية الجودة من حيث التكلفة، مما يجعل المراقبة العصبية طويلة الأمد متاحة للأبحاث ما قبل السريرية. تتمثل التحديات الرئيسية في تسجيل تخطيط الدماغ المزمن في عدم استقرار الزرعات وطول عمر غطاء الرأس، وتدهور الإشارة، والتحليل الهائل للبيانات، وصعوبة الوصول إلى أنظمة تجارية باهظة الثمن. للبدء، استخدم قابس أنثى USB من النوع B بخمسة دبابيس ولحامها بسلك بلاتين إيريديوم بحجم 0.003 بوصة.

لا تستخدم الدبوس الرابع، لأنه دبوس الأرضي، وبدلا من ذلك استخدم الدبوس الأربعة الأخرى لتوصيل الأقطاب. اثني الدبابيس بزاوية تقارب 45 درجة ولف الأسلاك حول كل دبوس مرتين لضمان اتصال قوي لا ينفصل. الآن، ضع كمية صغيرة من معجون تدفق راتنج اللحام على كل دبوس لتنظيف السطح والحصول على لحام فعال.

ثم ضع قطعة صغيرة من سلك اللحام على كل دبوس. باستخدام مكواة اللحام، قم بإذابة سلك اللحام لتثبيت سلك الإيريديوم البلاتيني بشكل دائم على الدبابيس. بعد تأكيد التخدير العميق، ابدأ جهاز التنفس الهوائي بالأكسجين من نوع إيزوفلوران على الأنف بمعدل 1.5٪ من الحجم لكل حجم.

الآن، حقن الفأر بالكاربروفين بجرعة خمسة ملليغرامات لكل كيلوغرام لتقليل الالتهاب والألم. حقن ديكساميثازون بقوة 0.1 ملغ لكل كيلوغرام داخل العضلات لتقليل الالتهاب وتورم الدماغ. ضع مرهم العين لمنع جفاف العينين أثناء التخدير.

بعد إزالة الفرو، نظف جانب الجرح في الجمجمة بنسبة 70٪ إيثانول، ثم استخدم وسادات اليود مع اتباع تقنية الصرف الصحي. بعد ذلك، استخدم المشرط لعمل شق واضح واحد في منتصف الرأس. اقطع حول الشق لكشف موقع زرع الأقطاب، مع التأكد من أن العضلات غير مكشوفة.

اغسل سطح الجمجمة بمحلول كلوريد الصوديوم بنسبة 0.9٪. جفف السطح وافرك الجمجمة بأعواد قطنية مغموسة في بيروكسيد الهيدروجين. استخدم مشرطا لإزالة أي نسيج ضام متبق على العظم.

بعد دقيقة واحدة، اغسل السطح مرة أخرى بمحلول كلوريد الصوديوم 0.9٪ وجففه قبل الحفر. استخدم مثقاب الأسنان لخشونة سطح الجمجمة لتعزيز التصاق الأكريليك. قس وحدد مواقع زرع الأقطاب عند الوضعيات الأمامية/الخلفية، بالإضافة إلى وضعين اثنين وناقص أربعة، ومواقع الجوانب الوسطى، زائد أو ناقص 1.5.

احفر سطح الجمجمة بمثاقب 1.4 ملم وأدخل أربعة براغي عظمية بقطر 1.5 ملم في المواقع المحفورة باستخدام مفكات دقة. تأكد من أن البراغي تلامس السطح فقط ولا تدخل الدماغ. لف الأسلاك من موصل USB حول كل برغي مرتين إلى أربع مرات واقطع أي سلك زائد.

ضع قطرة صغيرة من الغراء الفائق على أعلى كل برغي واتركه ليجف لتقوية الاتصال. تأكد من أن الموصل موضوع في منتصف الجمجمة دون ملامسة الجمجمة أو الأقطاب الكهربائية. ثم قم ببناء غطاء الرأس ببطء باستخدام السيانوأكريلات، مع وضع طبقات رقيقة لمنع ارتفاع حرارة العظم.

باستخدام الأسمنت السني، قم بتثبيت مسمار كبير على السطح المستوي للموصل لتسهيل توصيل كابل USB. اترك غطاء الرأس ليجف لمدة لا تقل عن دقيقتين قبل إزالة الفأرة من مرحلة الستيريوتاكسيك. ضع الفأرة على وسادة تسخين وراقبها لمدة 24 ساعة.

عالج الفأر بالكاربروفين بجرعة خمسة ملغ لكل كيلوغرام كل 12 ساعة لمدة سبعة أيام. انتظر أسبوعين حتى ينمو العظم عند واجهة الأكريليك قبل المضي قدما في تخطيط كهربائي الدماغ أو تسجيل تخطيط الدماغ الكهربائي. سجل إشارة تخطيط الدماغ لكل فأر لمدة ساعة، بما في ذلك 30 دقيقة قبل علاج البنتيلينيترازول و30 دقيقة بعد إعطاء 20 ملليغرام لكل كيلوغرام من بنتيلينيترازول.

وصل كابل USB بموصل الفأرة. قم بتوصيل كابل USB بمضخم تيار متردد تفاضلي باستخدام مشابك التمساح. اضبط الكسب على 10,000 وقم بالتصفية بين 0.1 و250 هرتز.

خذ عينة من إشارة تخطيط كهربائي الدماغ عند 1,000 هرتز. تسجيل مخرجات المضخم في نفس الوقت على الكمبيوتر وعرض الإشارات في الوقت الحقيقي على راسم الإشارة (الراسم المغناطيسي). قم بتوصيل مخارج المضخم بجهاز USB لجمع البيانات وتكييف الإشارة متصل بالكمبيوتر.

أخيرا، سجل إشارة EEG باستخدام كود بايثون وتصفيتها بين 0.1 هرتز و250 هرتز وعرض البيانات. تم زرع أقطاب كهربائية في 20 فأرا خلفية C57BL/6J، بما في ذلك خمسة فئران من النوع البري بمعدل بقاء 85٪ بعد العملية حتى ستة أشهر بعد الجراحة. سجلت سجلات تخطيط الدماغ التغيرات الكهربائية الفسيولوجية الناتجة عن البنتيلينيترازول، كما يتضح من زيادة عدد التفريغات بين الجرعات في الفئران بعد حقن بنتيلينيترازول.

كانت سعة التفريغات بين البكتيريا بعد حقن البنتيلينيترازول أعلى بشكل ملحوظ عبر ثلاثة أقطاب كهربائية مختلفة كما هو موضح في آثار تخطيط الدماغ الكهربائي الممثلة. أظهرت دراستنا نظام تخطيط دماغ كهربائي بسيط ومستقر في الفئران الحرة، مما أظهر تسجيلات طويلة الأمد موثوقة عند التفريغات الواضحة المرتبطة بالتسلسل الواضح. يتقدم هذا البروتوكول في علم الأعصاب من خلال توفير تسجيلات تخطيط كهربائية كهربائية طويلة الأمد في القوارض الحرة، مما يدعم دراسات أوسع لاضطرابات الدماغ والعلاجات.

ستركز الأبحاث المستقبلية على تحسين تصميم الأقطاب، وتوسيع التسجيلات متعددة المناطق، ودمج تخطيط الدماغ مع التلاعبات السلوكية والدوائية والجينية.