Gleichzeitige elektroenzephalographische und lokale Feldpotentialaufzeichnungen bei einer anästhesierten Ratte

Zusammenfassung

Quelle: Kang, S., et al. Gleichzeitige Aufzeichnung der co-lokalisierten Elektroenzephalographie und des lokalen Feldpotentials bei Nagetieren. J. Vis. Exp. (2017).

Dieses Video zeigt das Verfahren zur gleichzeitigen Aufzeichnung von kolokalisierter Elektroenzephalographie (EEG) und lokalen Feldpotentialen (LFPs) bei einer anästhesierten Ratte. Bei diesem Prozess wird die Ratte vorbereitet und Stimulationselektroden an ihren Schnurrhaarpolstern befestigt. Eine EEG-Spinnenelektrode wird für Oberflächen-EEG-Messungen auf den Schädel der Ratte gelegt. Gleichzeitig wird eine Mehrkanal-Mikroelektrode durch ein Bohrloch im Schädel in eine bestimmte Hirnregion eingeführt, um die neuronale Aktivität aus einem lokalisierten Hirnareal aufzuzeichnen.

Protokoll

Alle Verfahren, an denen Tiermodelle beteiligt sind, wurden vom lokalen institutionellen Tierpflegeausschuss und dem Tierprüfungsausschuss von JoVE überprüft.

>1. Co-lokalisierte EEG/LFP-Einrichtung

1. Reinigen und trocknen Sie den Schädel, der das Bohrloch umgibt, mit einem Wattestäbchen.
2. Legen Sie die leitfähige EEG-Paste vorsichtig auf eine flache Seite einer EEG-Spinnenelektrode. Lassen Sie ein kleines Loch frei von der EEG-Paste auf der Spinnenelektrode, damit eine multilaminare Mikroelektrode durch das Loch gelangen kann, ohne die Paste und die Spinnenelektrode zu berühren. Dadurch wird ein elektrischer Kontakt zwischen der EEG-Elektrode und der Mikroelektrode verhindert.
3. Richten Sie die Spinnenelektrode auf das Bohrloch im Schädel aus, wobei die EEG-Paste zum Schädel zeigt.
4. Drücken Sie die Spinnenelektrode vorsichtig auf den Schädel und stellen Sie über die EEG-Paste einen festen Kontakt zum Schädel her. Entfernen Sie die Paste, die das Gratloch verdeckt, mit einer Nadel an einer Spritze.
5. Entfernen Sie überschüssige EEG-Paste über die Peripherie der Spinnenelektrode hinaus, so dass der Kontakt zwischen der Spinnenelektrode und dem Schädel räumlich auf die Größe der Elektrode beschränkt ist (Abbildung 1B).
6. Schmieren Sie die EEG-Paste auf die Referenzelektrode für das EEG und platzieren Sie sie sicher in der Inzision im Nacken der Ratte.
7. Verbinden Sie die EEG-Elektroden über einen passiven Signalsplitter mit dem Vorverstärker für niederohmige Signale (Abbildung 2). Stellen Sie sicher, dass die Impedanz der Spinnenelektrode unter 5 kΩ liegt. Ist dies nicht der Fall, überprüfen Sie, ob die EEG-Paste in gutem Kontakt mit dem Schädel steht und die Elektrode fest mit der EEG-Paste verbunden ist. Fügen Sie bei Bedarf mehr EEG-Paste hinzu.
8. Montieren Sie einen Mikromanipulatorarm auf dem stereotaktischen Rahmen. Verbinden Sie eine lineare 16-Kanal-Mikroelektrode (100 μm Abstand, Fläche jeder Stelle 177^{μm 2}) mit einem 16-Kanal-Spitzkopftisch, der sicher am Mikromanipulatorarm befestigt ist.
Tragen
9. Sie die EEG-Paste auf die Referenzelektroden für das EEG und die Mikroelektrode auf und platzieren Sie sie dann sicher in der Inzision (Abbildung 1A).
10. Stellen Sie den Winkel des Mikromanipulatorarms so ein, dass die Mikroelektrode senkrecht zur kortikalen Oberfläche steht. Dieser Winkel liegt normalerweise zwischen 25-35°.
11. Senken Sie die Mikroelektrode unter einem Mikroskop ab, indem Sie die Knöpfe des Mikromanipulators so drehen, dass die Spitze der Mikroelektrode auf die winzige Öffnung am Boden des Bohrlochs gerichtet ist, bis die oberste Elektrode gerade die kortikale Oberfläche durchdringt. Es muss darauf geachtet werden, dass die Mikroelektrode nicht mit Gewalt auf die Oberfläche der Dura gedrückt wird, da dies die Elektrode brechen würde.
12. Koppeln Sie die 16-Kanal-Mikroelektrode an einen Vorverstärker, der über ein Lichtwellenleiter mit einer Datenerfassungseinheit verbunden ist (Abbildung 2).
13. Schalten Sie den Vorverstärker, die Datenerfassungseinheit und den an das Gerät angeschlossenen Computer ein. Schalten Sie die Stimulatorbox ein.
14. Führen Sie die Mikroelektrode normal in die kortikale Oberfläche ein, indem Sie den Z-Achsen-Knopf des Mikromanipulators langsam bis zu einer Tiefe von 1.500 μm drehen.
15. Stellen Sie die Tiefe im Detail ein, indem Sie einen Stimuluszug auf das Whisker-Pad anwenden und den 16-Kanal-evozierten LFP auf einem PC-Monitor mit der Software der auf dem PC installierten Datenerfassungseinheit beobachten. Drehen Sie vorsichtig den Z-Achsen-Knopf am Mikromanipulator, bis die höchste Amplitude des evozierten LFP um Kanal 7 herum auftritt (da dies mit der Schicht IV im Kortex zusammenfällt).
    Anmerkung: Aufbau der Ipsi-lateralen EEG-Elektrode: Für einige Experimente wurde eine zweite Spinnenelektrode auf der ipsi-lateralen Seite des intakten Schädels oberhalb des Fasskortex platziert. Dieser Aufbau ermöglichte eine bilaterale EEG-Aufzeichnung im Ruhezustand, um den Einfluss des Bohrlochs auf das EEG-Signal zu untersuchen.
    Anmerkung: Das chirurgische Vorgehen zum Einrichten der EEG-Elektrode ist identisch mit dem oben beschriebenen, außer dass der Schläfenmuskel auf jeder Seite des Kopfes sorgfältig vom Schädel getrennt, zurückgenäht und sicher mit der entsprechenden Seite des stereotaktischen Rahmens verbunden wurde.
    Anmerkung: Der gleichzeitige EEG/LFP-Aufbau ist ebenfalls identisch mit dem oben beschriebenen, mit einem zusätzlichen Schritt, bei dem eine zweite Spinnenelektrode mit der EEG-Paste geladen und dann über dem ipsi-lateralen Zylinderkortex fest an den Schädel gedrückt wird.

Ergebnisse

Abbildung 1: Allgemeine Einrichtung für die gleichzeitige EEG/LFP-Aufzeichnung. (A) Der Aufbau besteht aus einem modifizierten Nasenkonus zur Erleichterung der Stimulation des Schnurrhaarpolsters unter Isoflurananästhesie, zwei Stimulationselektroden, die in das Schnurrhaarpolster eingeführt werden, einer Spinnenelektrode, die auf dem Schädel oberhalb des Fasskortex kontralateral ...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Weibliche Lister Hood Ratten	Charles Rivers
Spinnen-Elektrode	Unimed Elektrodenzubehör GmbH	Nr. SCS24-426
EEG-Paste: Ten20	Unimed Elektrodenzubehör GmbH	10-20-S
Stereotaktischer Halter mit zwei Mikromanipulatorarmen: Doppelmanipulator Stereotaktischer Rahmen mit 18° Ohrbügeln	WPI (World Precision Instruments)	502603
Stimulierende Elektroden aus Edelstahl	PlasticsOne	E363/1/SPC
Isolierter Stromstimulator	Hergestellt im Haus
16-Kanal-Mikroelektrode, 100 μm Abstand, Fläche je Stelle 177 μm2	NeuroNexus	A1x16-10mm-100-177-A16
16-Kanal-Spitzkopftisch	Tucker David Technologies Inc., TDT	RA16AC-Z
Vorverstärker: 64-Kanal-Neurodigitalisierungsvorverstärker der Z-Serie	TDT	PZ5-64
Passiver Signalsplitter: 32-Kanal Splitter Box für PZ5	TDT	S-BOX_PZ5
Datenerfassungseinheit: RZ2 BioAmp Prozessor. Ultra-Hochleistungsprozessor der Z-Serie mit 4 DSPs	TDT	RZ2-4
Isofluran	Nationale Veterinärdienste Limited	Artikel-Nr.: 50878
Isofluran-Anästhesiesystem für Kleintiere	WPI	EZ-B800A
Thermostatisches Heizkissen: Rattendeckensystem 230V	Harvard Apparatus Großbritannien	50-7221-F
Augensalbe: Optixcare Augenschmiermittel	Viovet	203865
Faradayscher Käfig	Newport Corporation	VIS-FDC-3600
Arbeitsplatz für Schwingungsisolierung: Vision IsoStation	Newport Corporation	M-VIS3660-RG4-325A
Oximeter-Steuereinheit und Sensor: MouseOxPlus, Starr Life Sciences Corp.	WPI	Nr. O15001
Transparenter weicher Nasenkonus: Microflex Non-Rebreathing Unit mit Ratten-Nosecon	WPI	EZ-103A