Aufzeichnung von EEG in frei bewegten neonatalen Ratten mit einer neuartigen Methode

Hier stellen wir eine neuartige Technik vor, die für die Aufzeichnung der Elektroenzephalographie (EEG) in frei bewegten neonatalen epileptischen Welpen und deren Beschreibung, Funktionen und Anwendungen entwickelt wurde. Diese Methode erlaubt es, EEG für mehr als 1 Woche aufzunehmen.

Das übergeordnete Ziel dieser Methode ist es, EEGs von frei beweglichen neugeborenen Rattenbabys aufzuzeichnen, wobei eine neuartige Elektrode verwendet wird, die eine Woche oder länger stabil ist. Diese Methode wird Schlüsselfragen im Bereich der Neurowissenschaften beantwortet haben und bei der Erforschung einer neonatalen Epilepsie von Nutzen sein. Mit dieser Technik kann man qualitativ hochwertige und stabile EEG-Signale über längere Zeiträume aufzeichnen.

Dies hilft bei der Diagnose verschiedener neuropathologischer Störungen. Im Allgemeinen werden Personen, die mit dieser Methode noch nicht vertraut sind, Schwierigkeiten haben, da neugeborene Ratten im Alter von p8 bis p15 sehr schwer zu handhaben sind und große Sorgfalt erfordern. Die Elektrode benötigt einen Zinkenkontakt, um als Signalschnittstelle mit den Kommunikationsgeräten zu fungieren.

Ein Computer-Pin Lo Sai füllt diese Rolle aus. Trennen Sie vorsichtig mit einer Zange die Stifte zwischen Stecker und Buchse von einem Computerstift. Verbinden Sie dann die Stifte und Buchsen zu einer Elektrode und sichern Sie die Verbindung mit Cyanacrylat.

Stellen Sie mehrere solcher Elektroden her. Sobald die Bindungen ausgehärtet sind, legen Sie die Elektroden zehn Minuten lang in ein mit destilliertem Wasser gefülltes Becherglas. Legen Sie sie dann in einen Ultraschallreiniger, um die Elektroden zu reinigen.

Dann den Becher in einen auf 45 Grad Celsius eingestellten Ofen geben und eine halbe Stunde lang erhitzen. Zum Schluss sterilisieren Sie die Elektroden mit einer 30-minütigen UV-Exposition. In einer Biosicherheitshaube werden zunächst die sterilisierten chirurgischen Instrumente und eine sterilisierte stereotaktische Apparatur für die Operation aufgestellt.

Betäuben Sie dann den neugeborenen Rattenwelpen mit zwei Komma fünf Prozent Isofluran. Wenn der Welpe tief betäubt ist, reduzieren Sie den Isofluran auf ein Prozent. Bevor Sie fortfahren, kneifen Sie die Zehen zusammen, um sicherzustellen, dass die Maus ausreichend betäubt ist.

Befestigen Sie anschließend den Kopf des Welpen in der stereotaktischen Vorrichtung. Positionieren Sie die Ohrbügel in den Gehörgängen und ziehen Sie die Bügel vorsichtig fest. Achtung: Der Schädel des Neugeborenen ist sehr weich.

Machen Sie nun einen fünfzehn Millimeter großen Schnitt in der Mittellinie in den Schädel. Ziehen Sie dann mit einer Pinzette die Kopfhaut vorsichtig auseinander, um den Schnitt zu erweitern. Um den Schnitt offen zu halten, verwenden Sie ein Stück mit Kochsalzlösung getränkte Baumwolle.

Suchen Sie nun das Bregma und das Lambda und markieren Sie sie mit einem Bleistift. Die folgenden Schritte der Elektrodenimplantation sind kritisch und müssen präzise ausgeführt werden. Zuerst bohren Sie mit einer 26-Gauge-Nadel ein Bohrloch in den präfrontalen Kortex, zwei Millimeter vor dem Bregma und innerhalb von null Punkt fünf Millimeter von der Mittellinie.

Als nächstes bohren Sie ein Bohrloch in den Hippocampus an einem Punkt acht Millimeter hinter dem Bregma und null Punkt fünf Millimeter lateral der Mittellinie. Die Nadel sollte nicht mehr als zwei Millimeter unter die kortikale Oberfläche eindringen, um Hirnschäden zu minimieren. Führen Sie nun mit einer Pinzette die Referenzelektrode in das Kortexloch ein und führen Sie die Aufzeichnungselektroden in das Hippocampusloch ein.

Tragen Sie dann Erythromycin-Salbe um die Elektroden auf und fixieren Sie die Elektroden mit Cyanacrylat. Während der Kleber klebt, bereiten Sie Zahnzement in einer klebrigen und viskosen Konsistenz vor. Die Viskosität des Zahnzementes ist entscheidend.

Ist der Zahnzement zu dünnflüssig, kann dies dazu führen, dass sich eine unerwünschte Isolierschicht unter der Elektrode bildet. Wenn der Zement zu dicht ist, lassen sich die Elektroden aufgrund der überschüssigen Masse leichter ablösen. Trocknen Sie vor dem Auftragen des Zements den Schädel und die Elektroden gründlich ab.

Befestigen Sie dann die Elektroden mit Zahnzement am Schädel. Tragen Sie anschließend etwas Pikrinsäure auf die Elektroden auf, um ihnen eine weitere Schutzschicht hinzuzufügen. Nehmen Sie nun das Tier aus dem stereotaktischen Rahmen und injizieren Sie 300 Mikroliter zehnprozentige Glukoselösung subkutan.

Setzen Sie das Tier dann in eine Heizdecke, um es bei 37 Grad Celsius zu halten, bis es gehfähig ist. Sobald es gehfähig ist, verabreichen Sie Buprenorphin, um postoperative Schmerzen zu lindern, und bringen Sie den Welpen in seinen Heimkäfig mit seiner Mutter. Warten Sie vor der Verwendung des Implantats mindestens zwei Tage, bis sich der Welpe erholt hat.

Nach der Erholungsphase halten Sie den Welpen alleine, um etwa zehn Minuten lang Aufnahmen zu machen, damit sich der Welpe mit der Umgebung vertraut machen kann. Schließen Sie die Elektroden an einen Verstärker an, und schließen Sie den Verstärker an einen AD-Wandler an, der an einen Computer angeschlossen ist. Achten Sie darauf, diese Verbindungen nicht zu verheddern.

Wählen Sie anschließend an der Datenerfassungseinheit eine Abtastrate von mindestens 10.000 Hertz für die Aufzeichnung aus und prüfen Sie, ob die Datenübertragung korrekt ist. Erfassen Sie eine Baselineaufzeichnung. Nach einer Baseline-Aufzeichnung injizieren Sie dem Welpen intraperitoneal Kainsäure, um epileptische Anfälle auszulösen.

Beobachten und protokollieren Sie eine Viertelstunde nach der Injektion die epileptischen Ausflusse. Speichern Sie die digitalisierten Daten und analysieren Sie sie mit Hilfe von Signalverarbeitungssoftware. Zeigen Sie den Leistungspegel verschiedener Frequenzkomponenten in den neonatalen EEGs mit Hilfe der Leistungsspektrumanalyse auf.

Berechnen Sie die Leistung aus einminütigen Zeitrahmen, indem Sie die mittlere quadratische Amplitude von einem bis hundert Hertz ermitteln, was dem EEG-Band entspricht. Zehn Minuten nach der Kaininsäure-Injektion wurden rezidivierende interiktale und iktale EEG-Entladungsmuster aufgezeichnet. Die am häufigsten aufgezeichneten Anfälle waren der tonisch-klonische Typ.

Die Dauer der iktalen Tonika dauerte etwa fünfzehn Sekunden. Es wurde auch beobachtet, dass auf tonische Entladungen klonische Ausbrüche folgten. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie Elektroden implantieren und qualitativ hochwertige EEG-Aufzeichnungen von neugeborenen Rattenbabys von p8 bis p15 erhalten.

Einmal aufgebracht, kann die zervikale Implantation je nach Komplexität der Operation in weniger als zehn Minuten durchgeführt werden.