2017年5月29日
本文介绍了一种用于在自由活动的新生癫痫幼犬中记录脑电图(EEG)的新技术,并详细描述了该技术的操作步骤、特点及其应用。该方法可实现持续超过1周的脑电图记录。
本方法的总体目标是利用一种新型电极装置,记录自由活动的新生大鼠幼崽的脑电图(EEG),该装置可稳定工作一周或更长时间。该方法将解答神经科学领域中的关键问题,并有助于新生儿癫痫的研究。通过使用该技术,可在更长的时间范围内记录高质量且稳定的脑电图信号。
这将有助于各种神经病理学疾病的诊断。通常,刚接触该方法的研究人员会遇到困难,因为出生后8至15天的新生大鼠非常难以操作,需要格外小心。电极需要带有叉状接触端,以作为与通信设备之间的信号接口。
计算机排针可充当此作用。使用镊子小心地从计算机排针中分离出公头和母头引脚。然后将公头和母头引脚连接在一起形成电极,并用氰基丙烯酸酯胶水固定连接处。
制作多个此类电极。待焊点完全固化后,将电极置于盛有蒸馏水的烧杯中浸泡十分钟。随后将电极放入超声波清洗器中进行清洗。
然后,将烧杯转移至设定为45摄氏度的烘箱中,加热半小时。最后,将电极置于紫外线下照射30分钟进行灭菌。在生物安全柜中,首先准备好已灭菌的手术器械和已灭菌的立体定位仪用于手术。
然后,使用2.5%异氟烷对新生大鼠幼崽进行麻醉。当幼崽深度麻醉后,将异氟烷浓度降至1%。在继续操作前,通过夹捏脚趾检查以确认幼鼠已充分麻醉。
接下来,将幼鼠的头部固定在立体定位仪上。将耳杆插入耳道,并轻轻拧紧耳杆。注意:新生鼠的颅骨非常柔软。
现在,在颅骨中线处做一个15毫米的切口。然后用镊子轻轻分开头皮以扩大切口。为保持切口开放,使用一块浸有生理盐水的棉球。
现在,找到前囟和人字缝,并用铅笔标记。接下来的电极植入步骤至关重要,必须精确执行。首先,使用26号针头在前囟前方2毫米、距中线0.5毫米以内的前额叶皮层处钻出一个环钻孔。
接下来,在冠状缝后方1.8毫米、中线外侧0.5毫米处的海马区钻一个骨孔。针头插入深度不得超过皮层表面以下2毫米,以尽量减少脑组织损伤。现在,使用镊子将参考电极插入皮层孔中,并将记录电极插入海马区孔中。
然后,在电极周围涂抹红霉素软膏,并用氰基丙烯酸酯将电极固定到位。在胶水固化的同时,将牙科水泥调配至黏稠状。牙科水泥的黏稠度至关重要。
如果牙科水泥过稀,可能会在电极下方形成不理想的绝缘层。如果水泥过于致密,由于质量过大,电极将更容易脱落。在涂抹水泥前,务必彻底干燥颅骨和电极。
然后,使用牙科水泥将电极固定在颅骨上。接着,在电极上涂抹一些苦味酸,以增加额外的保护层。现在,将动物从立体定位仪上取下,并皮下注射300微升10%葡萄糖溶液。
然后,将动物转移至加热垫上,保持其体温在37摄氏度,直至其能够自主活动。一旦动物恢复自主活动能力,给予布托啡诺以缓解术后疼痛,并将其幼崽与其母鼠一同放回原饲养笼。在使用植入物前,需等待至少两天,以确保幼崽充分恢复。
恢复期结束后,将幼崽单独饲养,进行约十分钟的记录,使其适应环境。将电极连接至放大器,并将放大器连接至计算机上的AD转换器。注意不要使这些连接线缠绕在一起。
接下来,在数据采集单元上选择至少 10,000 赫兹的采样率进行记录,并检查数据传输是否正常。采集一段基线记录。在获取基线记录后,通过腹腔注射将红藻氨酸注入幼鼠体内,以诱导癫痫发作。
注射后15分钟,观察并记录癫痫样放电。保存数字化数据,并使用信号处理软件进行分析。通过功率谱分析揭示新生儿脑电图中不同频率成分的功率水平。
通过计算1至100赫兹(即脑电图频带)范围内一分钟时间窗的均方根振幅,来确定功率。在注射红藻氨酸10分钟后,记录到反复出现的发作间期和发作期脑电图放电模式。记录到的最常见癫痫发作为强直-阵挛型。
强直性发作持续时间约为十五秒。还观察到强直性放电之后出现阵挛性爆发。观看本视频后,您应充分了解如何植入电极,并从出生后第8至第15天的新生大鼠幼崽中获得高质量的脑电图记录。
一旦准备就绪,根据手术的复杂程度,颈椎植入可在十分钟内完成。
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本文介绍了一种在自由活动的新生癫痫幼犬中记录脑电图(EEG)的新技术。该方法可实现持续一周以上的稳定脑电图记录,有助于新生儿癫痫的研究。
在自由活动的新生大鼠幼崽中记录脑电图(EEG),可实现对疾病模型中脑活动的纵向监测,有助于癫痫研究中的靶点验证和机制去风险化。该方法提供定量的电生理读数,可提高神经系统疾病临床前研究的预测可信度。通过将电极接口稳定维持一周以上,该技术减少了技术变异性,提高了发现流程中的可重复性。
该方法可融入从早期发现阶段的假设验证到先导化合物优化及临床前验证的整个发现流程,尤其适用于癫痫和神经系统疾病靶点的研究。