Name: Nicht-invasive EEG-Ableitungen von frei beweglichen Ferkel (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 5 s
Description: Erfahren Sie die telemetrische EEG-Ableitung bei frei beweglichen Ferkeln ohne Sedierung. Diese Methode ermöglicht die Erfassung typischer Schlafmuster und fördert die Untersuchung der kortikalen Entwicklung im natürlichen Verhalten.

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Wir möchten danken Helmut Scheu für die Gelegenheit, unsere Forschung im Schweinestall am Hofgut Neumühle betreiben.

Alle Verfahren wurden von der lokalen Ethikkommission (#23177-07/G10-1-010/G 15-15-011) genehmigt und gefolgt von den europäischen und deutschen Vorschriften (Europäische Gemeinschaftsrichtlinie 86/609/EWG; Tierschutzgesetz).
Alle tierische Verfahren wurden im Einklang mit dem Klinikum der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Tierbetreuung Ausschuss Verordnungen durchgeführt.
1. setup
<ol><li>Vor dem Experiment für jede Leitungsrauschen überprüfen Sie und finden Sie eine geeignete Lage für den Aufbau und die Antenne. Leitungsrauschen ist als ein 60 oder 50 Hz-Sinus-Welle sichtbar. Hinweis: Die Platzierung der Antenne und vor allem die Entfernung zwischen Sender und Empfänger hängt die Sendestärke des Systems. Das hier verwendete System ist einstellbar. Es war ein relativ geringer Leistung, mit einer ca. 3 m Übertragungsreichweite angepasst. Darüber hinaus können die Drahtzäune im Schweinestall dämpfen das Signal und verursachen Störungen. In diesem Fall ist es notwendig, um die Antenne in den Metall-Käfig zu platzieren.</li>
	<li>Verwenden Sie eine Kabeltrommel, um die Set-up mit Netzversorgung zu liefern. Verbinden Sie den Laptop, der Empfangseinheit und der Analog-Digital-Wandler (falls erforderlich) für die spezifische Telemetriesystem, das verwendet wird. Hinweis: Die Telemetrie-System verwendet hier gesendet digitale Daten an den Empfänger. Dies kann für andere Systeme abweichen.</li>
	<li>Platzieren Sie die Elektroden, die Klebstoffe, die Q-Tips, sowie die Tücher und die Rührschüssel Blöcke auf einem separaten Tisch.</li>
	<li>Bereiten Sie die Elektroden mit kurzen Kabeln. Dies zu tun, schneiden Sie die Elektroden mit einer Länge so kurz wie möglich, je nach Größe des Tieres wieder festlöten. Das Kabel muss lang genug, um die gewünschte aufnahmepositionen auf den Kopf mit der telemetrischen EEG-Einheit, die Übermittlung der Daten zu verbinden. Kabel, die zu lang sind müssen wich und mit Klebstoff Silikon-Elastomer Haut bedeckt. Längere Kabel, die wich müssen machen den Silikon-Patch, größer und schwerer.</li>
</ol>2. Ferkel
<ol><li>Fangen Sie ein Ferkel, packte es am Bein oder am Thorax. Halten Sie es und seien Sie sich bewusst von Stuhlgang oder Wasserlassen.</li>
	<li>Falls erforderlich, markieren Sie das Ferkel mit einer Reihe.</li>
	<li>Wickeln Sie das Ferkel in ein Handtuch. Die Ferkel werden sich beruhigen. Seien Sie sich bewusst der Überhitzung der Ferkel.</li>
	<li>Halten Sie die Ferkel mit einer Hand am Körper oder Unterarm. Verwenden Sie andererseits, um die Schnauze halten. Seien Sie sich bewusst der Überhitzung der Ferkel und stellen Sie sicher, es ist kostenlos, richtig zu atmen.</li>
</ol>(3) Elektroden
<ol><li>Haben Sie eine zweite Person die Elektroden anbringen.</li>
	<li>Reinigen Sie die Haut von Schmutz mit Wasser oder Ethanol. Falls erforderlich, rasieren Sie den Kopf.</li>
	<li>Entfernen Sie alle abgestorbenen Hautzellen mit einem abrasiven EEG-Gel und einem q-Tip. Entfernen Sie danach die abrasive Gel. Alternativ können Sie Schleifpapier.</li>
	<li>Befestigen Sie die selbstklebenden Elektroden an der gewünschten Stelle. Legen Sie die Masseelektrode über das Kleinhirn (zwischen den Ohren) und die Bezugselektrode auf der Nase. Ort der Aufnahme-Elektrode an der gewünschten Stelle. Hinweis: In diesem Fall wurde eine unipolare Aufnahme durchgeführt da der Verweis auf eine neutrale Position (Nase) gelegt wurde. Für Ferkel gibt es bis heute kein einheitliches System. Hier wurde ein parietalen Aufnahmeposition (zwischen Auge und Ohr) auf der rechten Hirnhälfte verwendet.</li>
	<li>Schließen Sie die Kabel um die Telemetrie-Einheit. Das Gerät einschalten. Abhängig von der Telemetrie-System verwendet könnte dies ein Magnetschalter oder Radiofrequenz Wake-up Signal sein.</li>
	<li>Bedecken Sie das Telemetrie-Gerät und alle Kabel sowie alle Elektroden mit Zweikomponenten-Haut haftende Silikon-Kautschuk (siehe Tabelle der Materialien). Durch gleiche Mengen beider Komponenten mischen, die Aushärtezeit werden im Bereich von 1 min. Augen und Wimpern sollte nicht mit dem Kautschuk abgedeckt werden.</li>
	<li>Warten Sie, bis das Silikon-Kautschuk vollständig ausgehärtet ist.</li>
	<li>Legen Sie die Ferkel im Schweinestall.</li>
	<li>Beobachten Sie die Ferkel zu sehen, ob es Anzeichen von Unbehagen über einen längeren Zeitraum hinweg (mehrere Minuten) angezeigt wird.</li>
</ol>4. Messung
<ol><li>Warten Sie, bis das Ferkel erholt hat und beginnt, sein Verhalten mit seinen Geschwistern (füttern, spielen, schlafen), Synchronisieren in der Regel nach 30 s (Abbildung 1).</li>
	<li>Schlafphasen, warten Sie, falls gewünscht. Die Aufnahmezeit hängt von der spezifischen Fragestellung. Hier wurden 10 min Aufnahmesessions verwendet.</li>
	<li>Wenn die Telemetrie-Einheit von mehr als 2 andere Ferkel abgedeckt ist, könnte das Signal zu niedrig für den Empfänger sein. Schieben Sie die Ferkel entfernt, wenn sie oben schlafen. Beachten Sie die Sau; Es könnte aggressiv reagieren.</li>
	<li>Starten Sie die Aufnahme mit der Datenerfassungs-Software (siehe Tabelle der Materialien).</li>
</ol>(5) finish
<ol><li>Nach die Aufnahme (in der Regel mehrere Stunden), fangen das Ferkel wieder in Schritt 2 beschrieben wurde. Beachten Sie die Sau; Es könnte aggressiv reagieren.</li>
	<li>Heben Sie vorsichtig das Silikon-Kautschuk, an einer Kante. Entfernen Sie dann den ganzen Patch aus Silikon-Kautschuk, die Elektroden und die Telemetrie-Einheit enthält. Seien Sie vorsichtig mit dem Ferkel Augen.</li>
	<li>Legen Sie die Ferkel im Schweinestall.</li>
</ol>

<ol><li>Conrad, M. S., Sutton, B. P., Dilger, R. N., Johnson, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vivo+three-dimensional+magnetic+resonance+imaging-based+averaged+brain+collection+of+the+neonatal+piglet+%28Sus+scrofa%29%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">An in vivo three-dimensional magnetic resonance imaging-based averaged brain collection of the neonatal piglet (Sus scrofa).</a> PLoS ONE. 9 (9), e107650(2014).</li>
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</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Ein wichtiger Schritt im Protokoll ist die angemessene Hautkontakt mit den Elektroden, vor allem der Masseelektrode, stabile Aufnahmen mit geringem Bildrauschen zu erreichen. Darüber hinaus da Ferkel sehr beweglich sind, ist es wichtig, das gesamte System mit Silikon-Kautschuk zum Schutz der Elektroden und die Telemetrie-Einheit zu decken. Darüber hinaus, wenn die Experimente in einem Stall mit einem Spaltenboden durchgeführt werden, seien Sie vorsichtig mit kleine Geräte oder Anschlüsse.
Im F...

Ferkel sind eine aufstrebende Modellsystem für Neurowissenschaften1. Um translationale Forschung zu stärken, haben wir eine Methode, um nicht-invasive, klinische EEGs von hemmungslosen Ferkel2 (Abbildung 1 und Abbildung 2) aufnehmen. Zwei Voraussetzungen für eine translationale Nutzung des EEG-Ableitungen zur EEG-Muster mit kortikale Reifung verbunden sind eine nicht-invasive Methode, vergleichbar mit klinischen Setting und die Abstinenz von Beruhigungsmitteln oder Anästhesie. 1-Kanal Telemetrie System3 in Kombination mit selbstklebenden Elektroden können in ca. 5 min. danach fixiert werden, die Ferkel werden schnell wieder aus dem Umgang mit Verfahren und synchronisieren Sie ihre Fütterung und Verhalten, die anderen schlafen Ferkel und Sau.
Auch wenn es bereits Versuche, nicht-invasive EEG-Ableitungen von sediert Tiere4verwenden, werden die meisten Elektroenzephalographie Studien von Tieren mit invasiven Methoden durchgeführt. Diese Methoden haben Nebenwirkungen bei entzündlichen Prozessen rund um die implantierten Elektroden5,6 , und in den meisten Fällen benötigen sie eine soziale Trennung der Tiere durch die externen Komponenten des implantierten EEG-Systems. Daher ist die Übersetzung dieser Daten zu klinischen Kontext schwierig. Die Notwendigkeit für translationale Ansätze wird deutlich durch die Tatsache, dass es noch nicht bekannt ist wie eine "normale" Gehirn-Reifung während der frühen kortikalen Entwicklung von klinischen, nicht-invasive Elektroenzephalographie7dargestellt wird. Diese Wissenslücke entsteht durch technische Herausforderungen im Zusammenhang mit EEG-Ableitungen von Frühgeborenen Babys8. Im Tiermodell Systeme sind Muster der frühen kortikalen Entwicklung besser zugänglich, da die meisten Tiere mit einem "Frühgeburt Gehirn" im Vergleich zu menschlichen kortikalen Entwicklung9geboren sind. Neben der erhaltenen Muster der kortikalen Entwicklung über Arten2hat kürzlich gezeigt, dass EEG-Ableitungen von Frühgeborenen im späteren Leben10,11auch die individuelle klinische Outcome Vorhersagen können. Die hier beschriebene Methode eignet sich besonders für die translationale Aspekte der Entwicklungsbiologie Neurowissenschaften.

<table><tbody><tr><td>Einweg-Klebstoff -Oberfläche Silber/Silberchlorid-Elektroden</td><td>Spes Medica S.r.l., Genua, Italien</td><td></td><td>Selbstklebende Hydrogel-Elektrode</td></tr><tr><td>Abralyt HiCl</td><td>Easycap GmbH</td><td></td><td>Scheuercreme</td></tr><tr><td>Körper Double fast</td><td>Smooth On Inc.</td><td></td><td>Hautklebendes Silikon</td></tr><tr><td>Telemetriesystem</td><td></td><td></td><td>Interne Entwicklung</td></tr><tr><td>Picolog 1216</td><td>Pico Technology</td><td></td><td>AD-Wandler</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>Panasonic</td><td></td><td>Rugged Laptop</td></tr><tr><td>Empfänger</td><td></td><td></td><td>Interne Entwicklung</td></tr></tbody></table>

nicht-invasive eeg-ableitungen von frei beweglichen ferkel

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Die Methode erlaubt die Aufnahme von qualitativ hochwertigen Elektroenzephalogramme (EEG) von frei beweglichen Ferkel direkt im Schweinestall. Wir verwenden eine einkanalige telemetrischen Elektroenzephalographie-System in Kombination mit standard Hydrogel selbstklebende Elektroden. Die Ferkel sind ohne den Einsatz von Beruhigungsmitteln beruhigt. Nach ihrer Freilassung in den Schweinestall, die Ferkel Verhalten sich normalerweise – sie trinken und schlafen im gleichen Zyklus wie ihre Geschwister. Die EEG-Ableitungen dienen ihre Schlafphasen.

Wir waren in der Lage, typische EEG-Muster, die im Zusammenhang mit nicht - REM-Schlaf, wie Spindel platzt oder Delta-Bürsten aus frei beweglichen Ferkel (Abbildung 1 und Abbildung 2). Uns interessierte vor allem repräsentative Muster während der nicht - REM-Schlaf, aber auch Phasen von REM-ähnlichen Schlaf12 mit einer sehr geringen Amplitude wurden aufgezeichnet (Abbildung 3)...

Hier präsentieren wir ein Protokoll zum Rekord telemetrischen Elektroenzephalogramme (EEG) von frei beweglichen Ferkel direkt im Schweinestall ohne den Einsatz von Sedativum, macht es möglich, typische EEG-Muster während der nicht - REM-Schlaf, wie Spindel aufzuzeichnen platzt.

Nicht-invasive EEG-Ableitungen von frei beweglichen Ferkel

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen im Bereich der Neurowissenschaften zur kortikalen Entwicklung zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Tiere nicht sediert werden müssen. Im Allgemeinen werden Personen, die mit dieser Methode noch nicht vertraut sind, Schwierigkeiten haben, da die Tiere im Wachzustand angefasst werden und der Experimentator schnell arbeiten muss.Bevor Sie mit dem Experiment beginnen, suchen Sie einen geeigneten Ort für den Aufbau. Verwenden Sie eine Kabeltrommel, um das Setup mit Netzstrom zu versorgen, und schließen Sie den Laptop, die Empfängereinheit und den Analog-Digital-Wandler nach Bedarf für das jeweilige verwendete Telemetriesystem an. Legen Sie die Elektroden, Klebstoffe, Wattestäbchen, Tücher, Mischblöcke, Schleifpapier und Abrieb auf eine separate Fläche und schneiden und löten Sie die Elektroden entsprechend der Größe des Tieres so kurz wie möglich.Die Kabel müssen lang genug sein, um von den Positionen der Aufzeichnungselektrode am Kopf des Tieres mit dem telemetrischen EEG-Gerät für die Datenübertragung verbunden zu werden. Wenn alle Materialien bereit sind, fangen Sie ein Ferkel am Bein oder Thorax und achten Sie darauf, dass es zu einem möglichen Stuhlgang oder Urinieren kommt. Markieren Sie das Ferkel bei Bedarf mit einer Nummer und wickeln Sie das Tier in ein Handtuch, um es zu beruhigen.Halten Sie das Ferkel mit einer Hand am Körper oder Unterarm fest und kontrollieren Sie mit der anderen Hand die Schnauze. Lassen Sie einen Assistenten die Haut des Tieres reinigen, wobei Sie bei Bedarf mit einem geeigneten Werkzeug abgestorbene Hautschüppchen entfernen. Platzieren Sie die Aufzeichnungselektroden an den entsprechenden Versuchsplätzen. Die Masseelektrode über dem Kleinhirn und die Referenzelektrode an der Schnauze.Wenn alle Elektroden platziert sind, schließen Sie die Kabel an die Telemetrieeinheit an und schalten Sie sie ein. Decken Sie die Telemetrieeinheit, die Kabel und Elektroden mit selbstklebendem Zweikomponenten-Silikonkautschuk ab. Wenn der Silikonkautschuk vollständig ausgehärtet ist, setzen Sie das Ferkel wieder in die Bucht und überwachen Sie das Tier noch einige Minuten lang auf Anzeichen von Beschwerden. Bevor Sie mit der Versuchsprüfung auf Leitungsrauschen beginnen, sollte sich das Ferkel erholen und nach etwa 30 Sekunden beginnen, sein Verhalten mit seinen Geschwistern zu synchronisieren.Warten Sie auf eine Schlafphase und beginnen Sie mit der Aufzeichnung, indem Sie alle schlafenden Geschwister bei Bedarf vorsichtig aus der Telemetrieeinheit entfernen. Am Ende des Aufzeichnungszeitraums fangen Sie das Ferkel erneut ein, ohne die Sau zu verschlimmern, und heben Sie den Silikonkautschuk vorsichtig an einer Kante an, entfernen Sie dann das gesamte Silikonkautschukpflaster, das die Elektroden und die Telemetrieeinheit enthält, achten Sie vorsichtig auf die Augen des Ferkels und setzen Sie das Ferkel wieder in die Bucht ein. Mit der demonstrierten Telemetrieeinheit können EEG-Muster, die mit dem Nicht-REM-Schlaf assoziiert sind, wie Spindelausbrüche oder Deltabürsten, sowohl von frei beweglichen Ferkeln als auch Phasen des REM-ähnlichen Schlafs mit sehr geringer Amplitude erfasst werden.Auch während der Stillzeit kann eine gute Aufnahmequalität erreicht werden. Die Nachricht ist möglicherweise auch für die Bewertung des Tierschutzes nützlich. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Entwicklungsneurowissenschaften, um EEG-Muster bei wachen Tieren zu erforschen.

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Neurowissenschaften

Dieses Video zeigt die Implantation eines weichen Elektrokortikographie-Arrays und die langfristigen kortikalen Aufzeichnungen in einem Minischwein. Es beschreibt die Schritte, die bei der chirurgischen Implantation des Arrays über den auditorischen Kortex des Minischweins erforderlich sind, und die Aufzeichnung sowohl der Grundlinien- als auch der durch Schallreize hervorgerufenen neuronalen Aktionspotentiale.

Subdurale Implantation eines weichen Elektrokortikographie-Arrays zur kortikalen Elektrophysiologie-Aufzeichnung bei Minipigs

Das Video zeigt die langfristige kontinuierliche Elektroenzephalographie (EEG) Überwachung bei Nagetierwelpen mit einem drahtlosen Sendesystem. Der Sender enthält zwei Aufzeichnungselektroden und eine Referenzelektrode, die bis zur Gehirnoberfläche reicht. Wenn der Welpe in eine Aufzeichnungskammer gebracht wird, kann das EEG während der gesamten Entwicklung des Welpen bis ins Erwachsenenalter kontinuierlich überwacht werden.

Langzeitüberwachung der kontinuierlichen Elektroenzephalographie bei einem Nagetierwelpen

Das Video zeigt die Aufzeichnung von Elektroenzephalogramm (EEG)-Signalen von anfallsinduzierten Rattenwelpen. Nehmen Sie einen frei beweglichen Welpen, dem Elektroden implantiert wurden, die mit einem Datenerfassungssystem verbunden sind. Ein Neurotoxin wird verabreicht, um epileptische Anfälle auszulösen, und die daraus resultierende elektrische Bursting-Aktivität wird mit Hilfe des EEG-Signals überwacht.

Aufzeichnung von induzierten Anfällen mittels Elektroenzephalographie bei frei beweglichen Rattenbabys

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