Gehirn Quelle Imaging in präklinischen Rattenmodellen von fokalen Epilepsie mit hochauflösenden EEG Recordings

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, eine Analyse der Gehirnquelle mit hochauflösenden EEG-Aufzeichnungen von Ratten mit fokaler Epilepsie durchzuführen. Dies wird erreicht, indem zunächst eine EEG-Minikappe über Nacht in destilliertes Wasser mit 0,2 % Chlorid gelegt und jede Elektrode am nächsten Tag mit einer gemischten leitfähigen Paste gefüllt wird, um die Elektrodenimpedanz zu verbessern. Der zweite Schritt besteht darin, die EEG-Mini-Obergrenze auf eine sedierte Ratte zu setzen und hochauflösende EEG-Daten aufzuzeichnen.

Als nächstes werden die aufgezeichneten EEG-Signale vorverarbeitet, um durchschnittliche Signale für verschiedene Arten von interiktalen Epileptiformen unter Verwendung der schwellenbasierten Methode und der Wavelet-Zerlegungsmethode zu erhalten. Der letzte Schritt besteht darin, das Kopfvolumenleitermodell der Ratte mit den Elektrodenpositionen zu erstellen, das entweder auf einem individuellen oder einem probabilistischen MRT basiert. Letztendlich wird die inverse Lösung ES Loretta berechnet, um die geschätzten Gehirnquellen zu zeigen, von denen erwartet wird, dass sie mit den epileptogenen Hirnregionen zusammenhängen.

Präklinische RAM-Modelle sind sehr nützlich, um die Epigenese mit Hilfe elektrophysiologischer Techniken zu untersuchen. Obwohl invasive elektrophysiologische Aufzeichnungen in der Vergangenheit zur Untersuchung epileptischer Ratten verwendet wurden, gibt es keine verfügbare Technik, um bei dieser Ratte eine Bildgebung der gesamten Gehirnquelle ohne Nadelanästhesie durchzuführen. In dieser Studie schlagen wir eine ganze Methodik vor, um dies zu erreichen.

In diesem Video zeige ich Ihnen, wie Sie das EEG mini vorbereiten und einrichten. Ich bin für alle Verfahren verantwortlich, die zur Vorbereitung der Aufnahme vorbereitet sind. Während einer G-Aufnahme werde ich ein G-Aufnahmegerät und eine Software bedienen.

Darüber hinaus zeige ich, wie man aus den aufgezeichneten Daten eine Gehirnquellenanalyse durchführt. Um dieses Verfahren zu beginnen, mischen Sie die EEG-Elektrodenpaste mit 0,9%iger NACL-Lösung. Fügen Sie einen Tropfen Methylenblau hinzu, um die Elektrodenpaste in den Elektroden und auf der Haut sichtbar zu machen.

Geben Sie anschließend die angemischte Paste in eine Spritze und stellen Sie sicher, dass sich keine Luftblasen darin befinden. Füllen Sie dann alle 32 Elektroden von unten mit der Paste, ohne dass im Rahmen der Vorbereitung der Ratte Luftblasen eingebracht werden, schneiden Sie anschließend den Kopf der Ratte ab, reduzieren Sie das Iso-Fluor auf 2%Dann legen Sie die Ratte auf das Heizkissen in der stereotaktischen Apparatur. Fixieren Sie die Gehörgänge mit den Ohrbügeln und sichern Sie den Nasenkonus für die Versorgung mit dem Anästhetikum.

Tragen Sie anschließend eine Augensalbe auf die Augen des Tieres auf. Rasieren Sie anschließend den Kopf und reiben Sie die Haut mit 90%igem Isopropylalkohol ein, um die Blutgefäße zu stimulieren und das Fett zu entfernen. Legen Sie dann einen Kochsalztupfer auf die Kopfhaut und bedecken Sie ihn vollständig, um einen guten Hautleitwert zu erhalten, bis die EEG-Mini-Kappe zum Aufsetzen bereit ist.

Schließen Sie die Atemtemperatur und drei Elektrokardiogramm-Sonden an den Körper der Ratte an, um ihre Physiologie während des Aufzeichnungsvorgangs kontinuierlich zu überwachen. Entfernen Sie bei diesem Verfahren den Kochsalztupfer auf der Kopfhaut der Ratte und setzen Sie die vorbereitete EEG-Mini-Kappe auf die Haut. Fixieren Sie die Mini-Kappe mit Gummibändern.

Tragen Sie eine Schicht Elektrodenpaste mit hohem Leitwert sowohl auf die Masse- als auch auf die Referenzelektrode auf. Platzieren Sie diese anschließend auf den jeweiligen Ohren. Verbinden Sie dann die EEG-Minikappe mit dem Verstärker.

Schauen Sie sich eine Vorschau der EEG-Kurven an und überprüfen Sie die Leistung aller Elektroden. Verabreichen Sie dann Dexter in einer Dosis von 0,25 Milligramm pro Kilogramm an die Ratte intraperitoneal und reduzieren Sie sofort die isof-Fluorrate auf 0 %Wenn die Atemfrequenz nicht innerhalb des Bereichs von 30 bis 60 BPM liegt, erhöhen Sie die isof-Fluorrate sanft um das Maximum von 1 %Beginnen Sie nun mit der EEG-Aufzeichnung und überprüfen Sie das Vorhandensein von paroxysmaler Aktivität in den EEG-Spuren. Markieren Sie nach der Aufzeichnung die Positionen der drei hervorstehenden Kreise der EEG-Mini-Kappe auf der Haut, indem Sie einen Farbstift in diese einführen.

Bevor die EEG-Mini-Kappe entfernt wird, machen Sie ein Foto des Rattenkopfes mit den Landmarken. Die IED-Detektion und -Klassifizierung erfolgt unter Verwendung der selbst entwickelten Codes in matlab, die durchschnittlichen EEG-Signale für jeden IED-Subtyp werden für die Analyse der Gehirnquelle verwendet. Im folgenden Verfahren wird das Open-Source-Software-Brainstorming mit dem MRT-Atlas für Worcester-Ratten verwendet, geben Sie MRT und Gehirnoberfläche in die Software ein und generieren Sie die Kopfoberfläche mit der Standardeinstellung.

Generieren Sie dann die Kopfhaut und die inneren äußeren Schädeloberflächen basierend auf der MRT. Überprüfen Sie für die Bleifeldberechnung die Ausrichtung und Position jeder Oberfläche in Bezug auf die MRT, indem Sie die Visualisierungsoption verwenden und das aufgenommene Rattenkopfbild verwenden, um die Positionen der drei Orientierungspunkte im MRT und die Gitterpunkte der Orientierungspunkte zu koregistrieren. Generieren Sie als Referenz die Elektrodenpositionen, während die Elektroden auf dem Gerüst befestigt sind. Geben Sie dann die generierte Kanaldatei in die Brainstorming-Softwareanzeige ein und bestätigen Sie die Position aller Elektroden, um die Elektrodenfeldmatrix zu berechnen.

Geben Sie die Leitfähigkeitswerte ein, die dem Verhältnis von Haut, Schädel und Gehirn entsprechen. Erhalten Sie die Leitungsfeldmatrix basierend auf dem Volumenleitermodell und den erstellten Elektrodenpositionen. Geben Sie danach die durchschnittlichen EEG-Signale für einen IED-Subtyp ein, indem Sie die Option für die Methode zur Quellenschätzung auswählen, z. B. S Loretta.

Die inverse Lösung wird basierend auf der berechneten Ableitungsfeldmatrix und den EEG-Eingangssignalen im Enddiagramm erhalten. Die hier gezeigten geschätzten Quellen sind die Zeitreihen der Gehirnquellenstandorte von IEDs in Bezug auf verschiedene Cluster in Spikes und scharfen Wellen. Die Auswertung wurde zu einem bestimmten Zeitpunkt durchgeführt, der mit einer roten vertikalen Linie markiert ist.

Hier sind die EEG-Topographien und hier sind die kortikalen Stromquellen. Diese Abbildung zeigt die geschätzten Hirnquellen während des Anfalls, die Zeitinstanzen sind als rote vertikale Linien markiert. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die einfache Mini-Kappe vorbereiten, um ein EEG mit hoher Umdrehung aufzuzeichnen und eine Gehirnquellenanalyse an der Ratte durchzuführen.

Die hier vorgestellte Methodik wurde auf ein klinisches Modell angewendet, um die Mechanismen der zugrundeliegenden Epigenese zu verstehen.