Theta-Aktivität im Hippocampus hängt mit spezifischen kognitiven und Verhaltensstadien zusammen. In dieser Arbeit beschreiben wir eine analytische Methode zur Detektion hochorganisierter Theta-Oszillationen innerhalb des Hippocampus unter Verwendung eines Zeit-Frequenz-basierten Ansatzes (d.h. Wavelet-Analyse).
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Methodenartikel
Automatische Erkennung von hochorganisierten Theta Oszillationen im Murine EEG
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Theta-Aktivität wird im septohippocampalen System erzeugt und kann mit tiefen intrahippocampal Elektroden und implantierbare Elektroenzephalographie (EEG) oder Radiotelemetrie Haltegurtsystem Ansätze werden aufgezeichnet. Pharmakologisch, Hippokampus-Theta ist heterogen (siehe dualistische Theorie) und kann in Typ I und Typ II Theta unterschieden werden. Diese einzelnen EEG-Subtypen sind im Zusammenhang mit spezifischen kognitiven und Verhaltenszustände, wie Erregung, Exploration, Lernen und Gedächtnis, höhere integrative Funktionen usw. bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, strukturelle und funktionelle Veränderungen des septohippocampalen System kann zu einer Beeinträchtigung der Theta-Aktivität führen / Schwingungen. Eine Standard quantitative Analyse des hippocampal EEG umfasst eine Fast-Fourier-Transformation (FFT) basierenden Frequenzanalyse. Allerdings ist dieses Verfahren keine Details liefern über Theta-Aktivität im Allgemeinen und hochorganisierten Theta-Oszillationen im Besonderen. Um Deta zu erhalteniled Informationen über hochorganisierten theta Schwingungen im Hippocampus, haben wir einen neuen analytischen Ansatzes entwickelt. Dieser Ansatz ermöglicht eine zeit- und kosteneffektive Quantifizierung der Dauer der hochorganisierten theta Schwingungen und deren Frequenzcharakteristik.
Einleitung
Theta - Aktivität im Gehirn zu unterschiedlichen kognitiven und funktionalen Zustände im Zusammenhang, einschließlich Erregung, Aufmerksamkeit, willkürliche Bewegung, Erkundungsverhalten, Aufmerksamkeit Verhalten, Lernen und Gedächtnis, somatosensorischen Integration und schnelle Augenbewegungen (REM) Schlaf 1, 2. Grundsätzlich kann Theta-Aktivität als eine rhythmische Einheit in verschiedenen Hirnregionen erzeugt werden und ist sehr gut organisiert und synchronisiert als Theta-Oszillationen. Im Folgenden werden wir uns auf die Analyse und Quantifizierung von Theta - Aktivität / Schwingungen konzentrieren , d....
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Protokoll
Alle Tierversuche wurden nach den Richtlinien des lokalen und institutionellen Rates über Animal Care (Universität Bonn, BfArM, LANUV, Deutschland) durchgeführt. Darüber hinaus wurde alle Tierversuche in Übereinstimmung mit überlegener Gesetzgebung durchgeführt, zum Beispiel der Europäischen Gemeinschaften Richtlinie des Rates vom 24. November 1986 (86/609 / EWG), oder einzelne regionale oder nationale Gesetzgebung. Spezifische Anstrengungen wurden gemacht, die Anzahl der verwendeten Tiere sowie deren Leiden zu minimieren.
1. Tierhaltung und EEG Aufnahmebedingungen
- Hausmäuse in Filter-Top-Käfigen oder benutzen individu....
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Ergebnisse
Theta-Aktivität kann in einem weiten Bereich des zentralen Nervensystems (ZNS) Regionen aufgezeichnet werden. Hier präsentieren wir eine Analyse der Theta-Oszillationen aus dem Maus-Hippocampus. Solche Schwingungen können in verschiedenen Verhaltens- und kognitive Zustände auftreten. Es ist sehr Theta-Schwingungen unter beiden spontan langfristige, aufgabenbezogene kurzfristige und pharmakologisch induzierten Bedingungen zu analysieren, zu empfehlen.
Abbildung 1 z.......
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Diskussion
Theta-Aktivität ist von zentraler Bedeutung bei der systemischen Neurophysiologie. Es kann in verschiedenen Gehirnregionen, insbesondere im Hippocampus beobachtet werden, wo es an spezifische Verhaltens- und kognitive Zustände in Zusammenhang steht. Zusätzlich kann hippocampal theta pharmakologisch in Atropin empfindlichen Typ II und theta Atropin-insensitive Typ I differenziert werden. Typ I wird gedacht , um die Fortbewegung verbunden zu sein, wie Gehen oder Laufen 27,
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Danksagungen
Die Autoren danken Dr. Christina Ginkel (Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen, DZNE) und Dr. Robert Stark (DZNE) für ihre Unterstützung bei der Tierzucht und Tiergesundheit. Diese Arbeit wurde finanziell unterstützt vom Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn, Deutschland.
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Carprofen (Rimadyl VET - Injektionslösung; | Pfizer | PZN 0110208208 | 20ml |
| binokulares chirurgisches Vergrößerungsmikroskop | Zeiss Stemi 2000 | 0000001003877, 435540000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000 | |
| Dexpanthenole (Bepanthen Wund- und Heilsalbe) | Bayer | PZN: 1578818 | |
| Abdecktücher (steril) | Hartmann | PZN 0366787 | |
| 70% Ethanol | Carl Roth | 9065.5 | |
| 0,3% / 3% Wasserstoffperoxid Lösung | Sigma | 95321 | 30% Stammlösung |
| Handschuhe (steril) | Unigloves | 1570 | |
| Dentalglas Ionomer Zement | KentDental /NORDENTA | 957 321 | |
| Sterilisator für chirurgische Instrumente auf Wärmebasis | F.S.T. | 18000-50 | |
| Hochgeschwindigkeits-Dentalbohrer | Adeor | SI-1708 | |
| Inhalations-Betäubungsmittelsystem (Isofluran) | Harvard Apparatus GmbH | 34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230 | |
| Isofluran | Baxter 250 ml | PZN 6497131 | |
| Ketamin | Pfizer | PZN 07506004 | |
| Laktat-Ringer-Lösung (steril) | Braun | L7502 | |
| Nissl-Färbelösung | Armin Baack | BAA31712159-Pads | |
| (steril) | ReWa Krankenhausbedarf | 2003/01 | |
| Stahl- und Wolframelektroden parylenbeschichtet | FHC Inc., USA | UEWLGESEANND | |
| stereotaktischer Rahmen | Neurostar | 51730M | bestellt bei Stoelting |
| (Stereo Drive-New Motorized Stereotaxic) | |||
| Bänder (steril) | BSN medical GmbH & Co. KG | 626225 | |
| TA10ETA-F20 | DSI | 270-0042-001X | Hochfrequenzsender 3,9 g, 1,9 cc, Eingangsspannungsbereich ± 2,5 mV, Kanalbandbreite (B) 1 - 200 Hz, Nennabtastrate (f) 1.000 Hz (f = 5B) Temperatur Betriebsbereich 34 - 41 ° C garantierte Batterielebensdauer 4 Monate |
| TL11M2-F20EET | DSI | 270-0124-001X | Hochfrequenz-Sender 3,9 g, 1,9 cm³, Eingangsspannungsbereich ± 1,25 mV, Kanalbandbreite (B) 1 - 50 Hz, nominale Abtastrate (f) 250 Hz (f = 5B) Temperatur Betriebsbereich 34 - 41 ° C garantierte Batterielebensdauer 1,5 Monate |
| Vibroslicer 5000 MZ | Elektronenmikroskopie Sciences | 5000-005 | |
| Xylazin (Rompun) | Bayer | PZN: 1320422 | |
| Matlab | Mathworks Inc. | Programmier-, Rechen- und Visualisierungssoftware | |
| SPSS | IBM | Software für statistische Analysen |
Referenzen
- Vanderwolf, C. H. Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the rat. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 26, 407-418 (1969).
- Kahana, M. J., Seelig, D., Madsen, J. R. Theta returns. Curr Opin Neurobiol. 11, 739-744 (2001).
- Varga, V., et al.
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Nachdrucke und Genehmigungen
