使用高分辨率脑电图记录在局灶性癫痫的临床前大鼠模型中进行脑源成像

本实验的总体目标是利用从局灶性癫痫大鼠获得的高分辨率脑电图（EEG）记录进行脑电源分析。首先，将脑电图微型帽置于含0.2%氯化物的蒸馏水中浸泡过夜，并于次日向每个电极填充混合导电膏以改善电极阻抗；第二步，将脑电图微型帽放置于已麻醉的大鼠头部，记录高分辨率脑电图数据。

接下来，利用基于阈值的方法和小波分解方法对记录的脑电图信号进行预处理，以获得不同类型间歇性癫痫样放电的平均信号。最后一步是基于个体化或概率性磁共振成像，结合电极位置构建大鼠头部容积导体模型。最终计算ES LORETA逆解，以显示估计与致痫脑区相关的脑源。

临床前RAM模型对于通过电生理技术研究表观遗传学非常有用。尽管过去曾采用侵入性电生理记录来研究癫痫大鼠，但目前尚无可用的技术能够在不使用针刺麻醉的情况下对该大鼠进行全脑源成像。在本研究中，我们提出了一套完整的实现该目标的方法学。

在本视频中，我将向您展示如何准备和设置 EEG mini。我将负责所有操作，为记录做好 RU 准备。在 G 记录期间，我将操作 G 记录设备及软件。

此外，我将展示如何从记录的数据中进行脑电源分析。开始此操作前，将脑电电极膏与0.9% NaCl溶液混合。加入一滴亚甲蓝，以帮助观察电极内部及皮肤上的电极膏。

接下来，将混合好的糊状物放入注射器中，并确保其中无气泡。然后从底部开始填充全部32个电极，注意在填充过程中不要引入任何气泡，作为大鼠实验前的准备步骤。之后修剪大鼠头部毛发，将异氟烷浓度降低至2%。随后将大鼠置于立体定位仪的加热垫上，用耳杆固定耳道，并安好鼻罩以持续供给麻醉气体。

接下来，将眼用软膏涂抹于动物的眼睛上。随后剃除其头部毛发，并用90%异丙醇擦拭皮肤，以刺激血管并去除油脂。然后将生理盐水棉片置于头皮上，并完全覆盖，以保持良好的皮肤导电性，直至脑电图微型帽准备就位。

将呼吸温度传感器和三导联心电图探头连接到大鼠体内，以在记录过程中持续监测其生理状态。在此步骤中，移除大鼠头皮上的生理盐水棉签，并将准备好的脑电图微型帽放置在其皮肤上，用橡皮筋固定微型帽。

在接地电极和参考电极上均涂抹一层高导电性导电膏，随后将电极分别放置于双耳相应位置。然后将脑电迷你帽连接至放大器。

观察脑电图（EEG）轨迹的预览，并检查所有电极的工作状态。随后，以每公斤0.25毫克的剂量向大鼠腹腔内注射Dexter，并立即将异氟烷的浓度降至0%。如果呼吸频率不在每分钟30至60次（BPM）的范围内，可轻柔地将异氟烷浓度最高上调至1%。现在开始脑电图记录，并确认脑电图轨迹中是否存在阵发性活动。记录结束后，通过将彩色笔插入脑电图微型帽顶部三个突出的圆圈内，在皮肤上标记这三个圆圈的位置。

在移除 EEG 迷你电极帽之前，拍摄一张带有标记点的大鼠头部照片。IED 的检测与分类通过使用自行开发的 MATLAB 代码完成，每种 IED 亚型的平均 EEG 信号将用于脑源分析。在以下步骤中，将使用开源软件 Brainstorm，结合伍斯特大鼠的 MRI 图谱，将 MRI 数据和脑表面导入软件中，并采用默认设置生成头部表面。

然后基于 MRI 生成头皮以及颅骨内外表面。为了计算导场，使用可视化选项检查每个表面相对于 MRI 的方向和位置，并利用获取的大鼠头部图像对 MRI 中的三个解剖标志点与网格标志点的位置进行共配准。作为参考，根据电极在支架上的固定位置生成电极位置。随后将生成的通道文件输入 Brainstorm 软件显示，确认所有电极的位置，以计算导场矩阵。

输入符合皮肤、颅骨和脑组织电导率比例的电导率值。基于已创建的容积导体模型和电极位置，获取导联场矩阵。然后，通过选择源估计方法选项（例如 S Loretta），输入某一 IED 亚型的平均 EEG 信号。

逆解将基于计算得到的导联场矩阵和末尾图中输入的脑电（EEG）信号获得。此处显示的估计源是相对于尖波和慢波中不同簇的痫样放电（IEDs）脑源位置的时间序列。评估在用一条红色垂直线标记的特定时间点进行。

以下是脑电图的地形图，以及皮层电流源。该图显示了发作期间估计的脑源，时间点以红色垂直线标出。观看本视频后，您应能够充分掌握如何准备简易微型电极帽以记录高分辨率脑电图，以及如何对大鼠进行脑源分析。

本文所提出的方法学应用于一个临床模型，以阐明潜在表观遗传过程的机制。