Alta densidad de registros de EEG de los ratones se mueven libremente con poliamida basado microelectrodos
11 de enero de 2011
En este artículo se describe el procedimiento de la cirugía y el manejo de consejos para la implantación de ultra-delgada serie de microelectrodos de poliamida basado en (PBM-matriz) en el cráneo del ratón para la adquisición de alta densidad encefalografía (EEG) en un modelo murino.
Hola, soy Mina Lee, del Laboratorio Gen Choice del Centro de Neurociencia del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología. Hoy demostraremos la condición de EG de alta densidad en el modelo de masa con una matriz de microelectrodos basada en polietileno. El procedimiento consiste en la instalación de los instrumentos, la preparación de los animales para la cirugía y la realización de una cirugía estereotóxica.
Después de la cirugía, realizaremos el registro de EEG y luego analizaremos los datos. Empecemos. Antes de comenzar la cirugía, prepare los instrumentos tóxicos estéreo y todos los materiales necesarios.
El ambiente debe estar limpio. Prepare al ratón para la cirugía. Demostraré la cirugía de hoy con un ratón híbrido S-V-J-A-E de 17 semanas de edad, básico seis negro J 1 29 s cuatro S-V-J-A-E.
También podemos utilizar ratones que pesen más de 25 gramos. Anize el ratón con una inyección IP de cóctel que contiene 120 miligramos por kilogramo, ketamina y seis miligramos por kilogramo de salida. Pellizque suavemente la cola del ratón o to, para asegurarse de que el ratón esté anestesiado lo suficientemente profundo como para proceder con la cirugía.
Para comenzar la cirugía, monte al animal en el estéreo tóxico aparte. Coloque las barras de aire en el conector del mouse una por una y hágalo apretado. Pon un poco de metanol en su cabeza y luego dale forma a la parte posterior de su cabeza.
Inyectar, hacer una incisión anteroposterior desde entre los ojos hasta entre las orejas y el cráneo. Pellizque la piel del ratón con micropinzas para mantener la incisión amplia. Retire cualquier resto de tejido o membrana del cráneo con los intercambios de corte esterilizados.
Coloque el rotulador sobre su cabeza. Marque los puntos lambda de BMA. A continuación, retire el rotulador y marque los puntos con un bolígrafo Best Oven.
Justo en la marca. El punto. Coloque el electrodo de película por encima de la cabeza y coloque una gota de agua T en el cráneo.
Coloque el BMA en el centro de la quinta capa del Ontario de la micro matriz electro poly best. Sustituya la película con cuidado desde la medial hasta más tarde con los intercambiadores de algodón suave como el agua. Dale unos minutos hasta que se seque por completo.
Esto ayuda a una mejor adherencia. Haga tres marcas de bolígrafo con un bolígrafo a base de aceite en el espacio residual. Estas marcas son donde perforarás.
Tenga mucho cuidado al perforar los agujeros para no tocar el interior. Coloque los tres tornillos de dirección de las líneas estériles en el cráneo y colóquelos hasta que estén firmemente acordonados. Mezcle un lote espeso de cemento dental líquido, líquido y preciso y cubra los tornillos del electrodo de película y el resto del cráneo.
Haga otro lote y utilícelo para cubrir completamente el electrodo. Vuelva a tapar los tornillos para asegurarlo. Recuerde, este hombre no debe estar debajo del electrodo de película.
Coloque doble signe que tenga cinta en la parte posterior del plano del conector. Coloque un palo rígido como una correa en el centro del cráneo con pegamento fuerte. En el experimento de hoy, utilizo la punta de un hisopo de corte para este paso de bastone, manipulo la posición del conector para que esté hacia atrás hasta que haga contacto con la punta del punto de corte.
La distancia entre el cráneo y el conector debe ser de más de cinco milímetros. Pegue el plano del conector en la punta del intercambiador de algodón agregando pegamento fuerte. Cubra el resto del área abierta con cemento acrílico.
Después del curado del cemento, retire las abrazaderas y revuelva la piel. Retire el mouse del parus y cubra el espacio adicional. Con el cemento dental acrílico aplicar antibiótico sodio alrededor del cemento y la zona de sutura.
Coloque al ratón en su propia jaula y déle una lista de cinco días para su recuperación. Conecte el mouse al EEG y tire del fuego y dé más de una hora para que lo habite. Después de una hora de registro de EEG, realizamos la adquisición de EEG de alta densidad en un modelo de ratón con una matriz de microelectrodos basada en polietileno.
Al realizar este procedimiento, es importante recordar manipular la película electro Tri con cuidado porque solo tiene siete micrómetros de grosor. A, es necesaria una gota de agua del grifo cuando reorganiza el electrodo. Si omite este paso, el electrodo se puede girar fácilmente y asegurarse de que los dientes acrílicos hechos con alta viscosidad no penetren debajo de la película.
Después de la grabación, realizamos análisis fuera de línea utilizando un laboratorio de metanfetamina para dibujar varios gráficos cerebrales para visualizar claramente las actividades cerebrales en ratones. Estas son las señales de EEG multicanal representativas después de la inyección de GBL. En el panel izquierdo, puede ver las señales e multicanal representativas después de la inyección de GBL en el panel derecho.
Se presentan mapas de topografía cerebral, como el retardo de tiempo de potencia promedio, la fuerza máxima promedio y el mapa de probabilidad promedio de inicio de convulsiones. Así que eso es todo. Gracias por mirar.
Visión general
Este artículo demuestra el procedimiento quirúrgico para implantar una matriz de microelectrodos basada en poliimida (matriz PBM) en el cráneo del ratón, permitiendo la adquisición de EEG de alta densidad en un modelo de ratón.
Componentes clave del estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Electrofisiología
- Ingeniería Biomédica
Antecedentes
- El EEG de alta densidad es crucial para estudiar la actividad cerebral.
- Las matrices de microelectrodos basadas en poliimida ofrecen ventajas en la calidad de la grabación.
- Entender las técnicas quirúrgicas es esencial para una implantación exitosa.
- Los modelos de ratón se utilizan comúnmente en la investigación neurocientífica.
Propósito del estudio
- Proporcionar un protocolo quirúrgico detallado para la implantación de la matriz PBM.
- Facilitar grabaciones de EEG de alta densidad en ratones.
- Mejorar los métodos de adquisición de datos en la investigación neurocientífica.
Métodos utilizados
- Preparación de instrumentos quirúrgicos y anestesia animal.
- Implementación de técnicas de cirugía estereotáxica.
- Manejo cuidadoso de la matriz de microelectrodos ultradelgada.
- Recuperación post-cirugía y adquisición de datos EEG.
Principales resultados
- Implantación exitosa de la matriz PBM en el cráneo del ratón.
- Grabaciones de EEG de alta calidad obtenidas post-cirugía.
- El análisis de datos reveló patrones significativos de actividad cerebral.
- Demostró la importancia de las técnicas quirúrgicas cuidadosas.
Conclusiones
- El procedimiento descrito es efectivo para la adquisición de EEG de alta densidad.
- El manejo adecuado de la matriz de microelectrodos es crítico.
- Este método puede avanzar la investigación en el análisis de la actividad cerebral.
Preguntas frecuentes
Executive Industry Relevance
High-density EEG in freely moving mice enables mechanistic de-risking of neural circuit hypotheses by linking electrophysiological signatures to behavior in genetically tractable models. This approach supports target validation in neuropsychiatric drug discovery by providing quantitative, reproducible readouts of network activity relevant to disease mechanisms. The polyimide-based microelectrode array enhances signal fidelity and chronic recording capacity, improving predictive confidence in preclinical efficacy assessments.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through correlation of EEG rhythms with specific behavioral states in disease-relevant models.
- Operational Value: Provides a standardized platform for functional target validation using large-scale neural activity as a phenotypic readout.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable, multivariate EEG outputs suitable for assay development in CNS drug screening programs.
- Operational Value: Supports assay standardization through chronic, reusable electrode implants that reduce inter-session variability.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Facilitates translational biomarker identification by aligning mouse EEG signatures with human EEG correlates in neuropsychiatric disorders.
- Operational Value: Enables longitudinal monitoring of target engagement and circuit modulation across preclinical study phases.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from hypothesis generation through lead optimization by supplying dynamic, systems-level neural data that informs target selection and compound prioritization.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by revealing how genetic or pharmacological manipulations affect large-scale brain network dynamics.
- Screening: Delivers high-dimensional, time-resolved EEG readouts that enhance compound screening resolution beyond single-neuron or bulk measures.
- Analytics: Enables quantitative comparison of conditions via spectral power, coherence, and seizure probability metrics derived from multichannel recordings.
- Translational Research: Aligns with biomarker strategies by capturing EEG phenotypes predictive of clinical outcomes in epilepsy and sleep disorder models.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable neurophysiological platform applicable across multiple CNS indication programs and target classes.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing ambiguity in target mechanism through direct observation of network-level effects.
- Operational Value: Improves reproducibility and scalability of EEG experiments via standardized surgical protocols and chronic implant design.
- Strategic Value: Enhances go/no-go decision quality by providing objective, systems-level efficacy data early in the discovery pipeline.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted advancement by identifying compounds with favorable network modulation profiles before costly preclinical investment.
Implementation Considerations
- Requires expertise in stereotaxic surgery and microelectrode handling due to the array’s ultra-thin, bifurcated structure.
- Depends on access to electrophysiology instrumentation capable of high-density signal acquisition and synchronization with behavioral monitoring.
- Necessitates standardization of postoperative care and recovery timelines to ensure consistent signal quality across animals.
- Involves adaptation considerations for different mouse strains and genetic backgrounds affecting skull thickness and surgical access.
- Limited by the technical challenge of preventing fluid permeation under the film electrode during dental cement application, as noted in the protocol.
