Name: No restricción EEG radiotelemetría: epidural y Deep intracerebral estereotáxica colocación de electrodos EEG (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-25T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 58 s
Description: Aprende a registrar EEG de larga duración en roedores libremente móviles mediante radiotelemetría sin restricción. Este método utiliza colocación estereotáxica de electrodos epidurales e intracerebrales profundos para estudiar disritmias, epilepsia y enfermedades neuropsiquiátricas en modelos animales.

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Los autores desean agradecer a la Dra. Christina Ginkel (Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas, DZNE), a la Dra. Michaela Möhring (DZNE) y al Dr. Robert Stark (DZNE) por su asistencia en la cría de animales y el cuidado de la salud animal. Este trabajo fue apoyado financieramente por el Instituto Federal de Medicamentos y Dispositivos Médicos (Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte, BfArM) Bonn, Alemania.

Los autores no tienen nada que revelar.

Implantable radiotelemetría EEG es de importancia fundamental, ya que es una técnica no de restricción que permite animales de experimentación para llevar a cabo su completo repertorio de comportamiento 1,3. Esto es de gran interés como el enfoque telemétrico permite no sólo los registros de EEG espontáneo sino también grabaciones bajo tareas cognitivas y configuraciones de análisis circadianos, tales como T-laberinto, laberinto radial, laberinto de agua, las tareas de la privación del sueño o cuando el regis...

Radiotelemetría es un enfoque metodológico más valioso para medir una variedad de parámetros de comportamiento y fisiológicos en animales, sin restricciones conscientes de diferentes tamaños, en particular en el contexto de EEG, ECG, EMG, la presión arterial, la temperatura corporal central o mediciones de la actividad 1-7. En teoría, cualquier especie se pueden analizar usando radiotelemetría implantable EEG de los roedores de laboratorio, tales como ratones y ratas a gatos, perros, cerdos y primates 3,8. Incluso los peces, reptiles y anfibios están sujetas a investigación radiotelemétrico 9. Durante las dos últimas décadas, implantable de radiotelemetría EEG ha demostrado ser valiosa en la caracterización de los diversos modelos de animales transgénicos de enfermedades humanas, tales como epilepsias, trastornos del sueño, trastornos neurodegenerativos y neuropsiquiátricos 7,10-12. En el pasado, numerosos enfoques metodológicos que recogen datos fisiológicos incluyendo biopotenciales de ratones y ratas han sido descRibed. Usado en los sistemas de la chaqueta de la grabadora, métodos de sujeción mecánica, radiotransmisores no implantados y sistemas atados han recibido la atención principal en el pasado 13,14. Hoy en día, varios sistemas para la implantación radiotelemétrico están disponibles comercialmente. Sin embargo, una pantalla literatura también reveló 29 publicaciones que describen el desarrollo de sistemas radiotelemétrico hecho a sí mismo 15-40. Mientras que los sistemas caseros son propensos a ser menos costoso y más fácil de adaptar, comercialmente disponibles son sistemas sencillo, relativamente fácil de instalar y se puede configurar de forma rápida. Implantable radio telemetría EEG tiene una serie de ventajas en comparación con las técnicas de competencia, tales como los métodos de coerción física, que se llevan en los sistemas de la chaqueta o enfoques atados. Estos últimos son de restricción, por definición, es decir., El animal es incapaz de moverse o su comportamiento normal se ve afectada. Incluso podría ser necesario anestesiar al animal para la adquisición de nuevoDatos sujetos. Los sistemas modernos atados sin embargo es probable que sean menos restrictiva, pero esto tiene que ser validado científicamente. Radiotelemetría por otra parte permite a los animales exhiben su completo repertorio de comportamiento sin restricciones espacio-temporales y, por tanto, se cree que es superior a la sujeción de los enfoques y ser más predictivo de los resultados que podrían ser adquiridos en los seres humanos 1,3. Es conocido por bastante tiempo que los enfoques de restricción pueden alterar dramáticamente los parámetros fisiológicos fundamentales, por ejemplo., La ingesta de alimentos, la temperatura corporal, la presión arterial y la frecuencia cardíaca y la actividad física para el ejemplo 3. Sistemas atados representan enfoque todavía ampliamente utilizado de restricción clásica 13,14. Los electrodos que son los electrodos, ya sea epidural o profundas son generalmente conectados a una toma de miniatura que se ancla al cráneo. La toma en sí está expuesta para la fijación de un cable que permite relativamente libre movimiento del animal. Although hoy en día sistemas atados se han vuelto extremadamente filigrana y altamente flexible, una de sus principales desventajas es decir, que todavía es semi-restricción. Además, puede haber un riesgo de infección en el sitio de la implantación de electrodos como los animales tienden a manipular los dispositivos externos se derivan de su cuerpo (cabeza). Aunque la tecnología de radio telemetría inalámbrica en varias especies ya se ha descrito en los años 60 y por lo tanto ha existido durante décadas, se ha convertido recientemente asequible, fiable y relativamente fácil de usar 10,41,42, en particular en los pequeños roedores de laboratorio tales como ratones y ratas. Pequeñas, miniatura transmisores EEG implantables ahora están disponibles comercialmente y pueden ser implantados en ratones de más de 20 g (~ 10 semanas). Por lo tanto, la caracterización electrofisiológica de modelos de ratones transgénicos, en particular, se ha convertido en un campo predominante de aplicación de radiotelemetría implantable EEG estos días. tamaño del animal ya no es una restric experimental absolutación, mientras que la vida útil de la batería del transmisor, de hecho lo es. A pesar de su limitado tiempo de vida, sistemas de transmisión implantables son capaces de reducir al mínimo la mayoría de los inconvenientes relacionados con el estrés potencial grabación asociada a los sistemas de contención. Los roedores pueden presentar su arsenal completo de comportamiento fisiológico que incluye reposo, la actividad locomotora (exploración) y sueño (REM, sueño de ondas lentas) 43,44. Es importante destacar que, radiotelemetría implantable puede reducir fuertemente el uso de animales 3. En la actualidad, existe una intensa discusión sobre la manera de limitar el número de animales de experimentación en la ciencia y reducir su sufrimiento. Claramente, la experimentación con animales y modelos animales de enfermedades humanas y animales son esenciales para la comprensión de la fisiopatología línea de fondo y el posterior progreso en la terapia. Por otra parte, los experimentos con animales son críticos en la investigación y desarrollo de fármacos. Ellos contribuyen sustancialmente a los estudios preclínicos / toxicológicos en la concesión de licencias de drogascomprometiéndose así tanto a la asistencia humana y animal. Es de destacar, que en la actualidad no existen alternativas están disponibles para la investigación con animales para entender los mecanismos fisiopatológicos complejos, que de otro modo serían imposibles de ser despertado. Al mismo tiempo, el 3R, es decir., Reemplazo, reducción y refinamiento en la estrategia de la UE y los EE.UU. alienta fuertemente la investigación sobre los métodos complementarios y alternativos. Radiotelemetría es un ejemplo importante de una estrategia 3R éxito, ya que puede reducir el número de animales de experimentación y su sufrimiento en comparación con otras técnicas. Aquí proporcionamos un enfoque detallado y contiguo paso a paso para llevar a cabo una implantación subcutánea de la bolsa de un transmisor de radiofrecuencia tanto en ratones y ratas. Esta primera secuencia es seguida por una descripción de epidural estereotáxico y profundo intracerebral colocación de los electrodos EEG. Se presta especial atención a las condiciones de vivienda, anestesia, peri y el dolor postoperatoriola gestión y el posible tratamiento anti-infeccioso. La atención se centra en el enfoque 3D estereotáxica computarizado para orientar de forma fiable las estructuras intracerebrales epidurales y profundos. También se comentan trampas experimentales frecuentes en la implantación de electrodos EEG y estrategias para la reducción del trauma y la optimización del manejo del dolor durante la recuperación postoperatoria. Por último, se presentan ejemplos de registros de EEG superficial y profunda.

<table><tbody><tr><td>Carprofeno (Rimadyl VET - InjektionA2:D43sl&ouml; sung)</td><td>Pfizer</td><td>PZN 0110208</td><td>20 ml</td></tr><tr><td>Microscopio binocular quirúrgico de aumento&nbsp;</td><td>Zeiss Stemi 2000</td><td>0000001003877, 4355400000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000</td><td></td></tr><tr><td>Bulldog serrefine</td><td>F.S.T.18051-28</td><td></td> <td>Jaulas de 28 mm</td></tr><tr><td>(Macrolon)</td><td>Techniplast</td><td>1264C, 1290D Fuente de</td><td></td></tr><tr><td>luz fría</td><td>Schott KL2500 LCD</td><td>9.705&nbsp; 202</td><td>pedidos en Th.Geyer</td></tr><tr><td>Aplicadores de punta de algodón (estériles)</td><td>Carl Roth&nbsp;</td><td>EH12.1</td><td></td></tr><tr><td>Dexpantenol (Bepanthen Wund- und Heilsalbe)</td><td>Bayer</td><td>PZN: 1578818</td><td></td></tr><tr><td>Cortinas (estériles)</td><td>Hartmann</td><td>PZN 0366787</td><td></td></tr><tr><td>70% etanol</td><td>Carl Roth&nbsp;</td><td>9065.5</td><td></td></tr><tr><td>Solución de peróxido de hidrógeno al 0,3%/3%</td><td>Sigma</td><td>95321</td><td>Solución madre al 30%&nbsp;</td></tr><tr><td>Guantes (estériles)</td><td>Unigloves</td><td>1570</td><td></td></tr><tr><td>Cemento de ionómero de vidrio dental</td><td>KentDental /NORDENTA</td><td>957 321</td><td></td></tr><tr><td>Solución de glutaraldehído al 2%</td><td>Sigma</td><td>G6257</td><td></td></tr><tr><td>Graefe Pinzas curvas, dentadas</td><td>F.S.T.</td><td>11052-10</td><td></td></tr><tr><td>Halsey Micro Portaagujas-Carburo de tungsteno</td><td>F.S.T.12500-12</td><td></td> <td>12,5 cm</td></tr><tr><td>Esterilizador de instrumental quirúrgico a base de calor</td><td>F.S.T.</td><td>18000-50</td><td></td></tr><tr><td>Almohadilla térmica</td><td>AEG HK5510</td><td>520010</td><td>pedido en myToolStore</td></tr><tr><td>Taladro dental de alta velocidad</td><td>Adeor</td><td>SI-1708</td><td></td></tr><tr><td>Tijeras de iris extra finas;</td><td>F.S.T.14058-09</td><td></td> <td>9 cm</td></tr><tr><td>Sistema narcótico por inhalación (isoflurano)</td><td>Harvard Apparatus GmbH</td><td>34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Baxter 250 ml</td><td>PZN 6497131</td><td></td></tr><tr><td>Ketamina</td><td>Pfizer</td><td>PZN 07506004</td><td></td></tr><tr><td>Ringer Lactato s solución (estéril)</td><td>Braun</td><td>L7502</td><td></td></tr><tr><td>Lexar-Baby Tijeras-recta, 10 cm</td><td>F.S.T.14078-10</td><td></td> <td>10 cm</td></tr><tr><td>Solución de tinción Nissl</td><td>Armin Baack</td><td>BAA31712159</td><td></td></tr><tr><td>Material de sutura no absorbible 5-0/6-0 (estéril)</td><td>SABANA (Sabafil)</td><td>N-63123-45</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Covidien (Sofsilk)</td><td>S1172, S1173</td><td></td></tr><tr><td>Halsey Portaagujas</td><td>F.S.T.12001-13</td><td></td> <td>13 cm</td></tr><tr><td>Almohadillas (estériles)</td><td>ReWa Krankenhausbedarf</td><td>2003/01</td><td></td></tr><tr><td>0,9% solución salina (NaCl, estéril)</td><td>Braun</td><td>PZN:8609255</td><td></td></tr><tr><td>Hojas de bisturí con mango (estéril)</td><td>propraxis</td><td>2029/10</td><td></td></tr><tr><td>Pinza de patrón estándar</td><td>F.S.T.11000-12</td><td>, 11000-14</td><td>12 cm y 14,5 cm de longitud</td></tr><tr><td>Electrodos de acero y tungsteno recubiertos de parileno&nbsp;</td><td>FHC Inc., Estados Unidos)</td><td>UEWLGESEANND</td><td></td></tr><tr><td>Marco estereotáxico</td><td>Neurostar</td><td>51730M</td><td>pedido en Stoelting</td></tr><tr><td>(Stereo Drive-New Motorized Stereotaxic)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cintas (estériles)</td><td>BSN medical GmbH & Co. KG</td><td>626225</td><td></td></tr><tr><td>TA10ETA-F20&nbsp;</td><td>DSI</td><td>270-0042-001X Transmisor de</td><td>radiofrecuencia 3,9 g,&nbsp; 3,9 g, 1,9 ml, rango de voltaje de entrada &plusmn; 2,5 mV, ancho de banda de canal (B) 1 - 200 Hz,&nbsp; frecuencia de muestreo nominal (f) 1.000 Hz (f = 5B) temperatura rango de funcionamiento 34 - 41 &deg; C duración garantizada de la batería 4 meses</td></tr><tr><td>TL11M2-F20EET&nbsp;</td><td>DSI</td><td>270-0124-001X Transmisor de</td><td>radiofrecuencia&nbsp; 3,9 g, 1,9 ml, rango de voltaje de entrada &plusmn; 1,25 mV, ancho de banda de canal (B) 1 - 50 Hz,&nbsp; frecuencia de muestreo nominal (f) 250 Hz (f = 5B) temperatura rango de funcionamiento 34 - 41 &deg; C duración garantizada de la batería 1,5 meses</td></tr><tr><td>Pinzas de tejido- 1x2 dientes 12 cm</td><td>F.S.T.11021-12</td><td></td> <td>12 cm</td></tr><tr><td>de longitud Tijeras de iris de carburo de tungsteno</td><td>F.S.T.14558-11</td><td></td> <td>11,5 cm</td></tr><tr><td>Vibroslicadora 5000 MZ</td><td>Ciencias de la microscopía electrónica 5000-005</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Xilacina (Rompun)</td><td>Bayer</td><td>PZN: 1320422</td><td></td></tr></tbody></table>

no restricción eeg radiotelemetría: epidural y deep intracerebral estereotáxica colocación de electrodos eeg

Non-restraining EEG Radiotelemetry: Epidural and Deep Intracerebral Stereotaxic EEG Electrode Placement

Implantable radio telemetría EEG es de importancia central en la caracterización neurológica de los modelos de ratones transgénicos de enfermedades neuropsiquiátricas y neurodegenerativas, así como las epilepsias. Esta poderosa técnica no sólo proporcionan información valiosa sobre los mecanismos fisiopatológicos subyacentes, es decir., La etiopatogenia de las enfermedades relacionadas con el SNC, sino que también facilita el desarrollo de nuevos traslacional, es decir., Enfoques terapéuticos. Mientras que las técnicas de la competencia que hacen uso de sistemas de grabación utilizados en las chaquetas o los sistemas atados sufren de su alejamiento no fisiológica de carácter semi-restricción, los registros de EEG radiotelemétrico superar estos inconvenientes. Técnicamente, la radiotelemetría implantable EEG permite la medición precisa y altamente sensible de EEG epidurales y profundo, intracerebrales en diversas condiciones fisiológicas y fisiopatológicas. En primer lugar, se presenta un protocolo detallado de una recta hacia adelante, con éxito,técnica rápida y eficaz para las grabaciones epidural (superficie) de EEG resultantes en electrocorticograms de alta calidad. En segundo lugar, demostramos cómo implantar electrodos de EEG, intracerebrales profundos, por ejemplo, en el hipocampo (electrohippocampogram). Para ambos enfoques, se utiliza un sistema de electrodos 3D implantación estereotáxica computarizado. El transmisor de radiofrecuencia sí mismo se implanta en una bolsa subcutánea en ratones y ratas. Especial atención también tiene que ser pagado a la pre-, peri- y el tratamiento postoperatorio de los animales de experimentación. La preparación preoperatoria de los ratones y las ratas, anestesia adecuadas, así como la gestión del tratamiento del dolor postoperatorio y se describen en detalle.

En esta sección se ilustra ejemplos obtenidos de los registros de EEG, intracerebrales superficial y profunda. Inicialmente debe tenerse en cuenta que las grabaciones de referencia en condiciones fisiológicas son obligatorios antes de grabaciones posteriores siguientes, por ejemplo, el tratamiento farmacológico. Tales mediciones de referencia pueden proporcionar información valiosa acerca de la interdependencia funcional de ritmicidad cerebro con diferentes estados de comportami...

No de restricción EEG radiotelemetría es un enfoque metodológico valioso para grabar electroencefalogramas a largo plazo in vivo de los roedores con libertad de movimientos. Este protocolo detallado describe epidural estereotáxica y colocación de los electrodos intracerebral profunda en diferentes regiones del cerebro con el fin de obtener registros fiables de la ritmicidad del SNC y las etapas de comportamiento relacionadas con el SNC.

No restricción EEG radiotelemetría: epidural y Deep intracerebral estereotáxica colocación de electrodos EEG

Implantable EEG radiotelemetry is of central relevance in the neurological characterization of transgenic mouse models of neuropsychiatric and ...

El objetivo general de este procedimiento experimental es registrar electroencefalogramas a largo plazo con colocación estereotáxica epidural y de electrodos intracerebrales en diferentes regiones cerebrales de roedores en movimiento libre, mediante telemetría EEG sin restricciones. Este método puede haber respondido preguntas clave en el campo de la neurociencia sistémica, integrativa y traslacional, tales como las disritmias y las enfermedades neurológicas, neuropsiquiátricas y la epilepsia. La principal ventaja de esta técnica es que permite realizar grabaciones EEG epidurales e intracerebrales profundas en roedores en movimiento libre, que sirven como modelos animales de enfermedades humanas.Julien Soos, un estudiante de posgrado de nuestro laboratorio, demostrará la técnica. Para preparar el electrodo epidural, extraiga con las pinzas la punta del cable del transmisor de la aislación de silicona, de modo que quede doblada en un ángulo de 90 grados. Acorte la punta del cable.Para preparar el electrodo profundo, exponga la hélice de acero inoxidable del cable del transmisor tirando de ella hacia afuera del aislamiento de silicona. Inserte mecánicamente el electrodo profundo en el cable del transmisor. Vuelva a conectar el cable del transmisor al electrodo cerebral profundo para asegurar una conexión estable.Luego, doble el electrodo a un ángulo de 90 grados y acórtelo a la longitud requerida. Para comenzar este procedimiento, afele la cabeza de un ratón completamente anestesiado. A continuación, desinfecte el área afeitada utilizando etanol al 70 % y una solución desinfectante a base de yodo.Coloque al animal en posición prona sobre una manta térmica para mantener su temperatura corporal durante la anestesia. Con un bisturí, realice una incisión media en el cuero cabelludo desde la frente hasta el cuello. Luego, abra una bolsa subcutánea comenzando desde el sitio de incisión nuca y a lo largo del flanco lateral del animal mediante disección roma con tijeras quirúrgicas.Posteriormente, inyecte un mililitro de cloruro de sodio al 0,9 % en la bolsa subcutánea. Después, coloque un transmisor con las sondas de detección orientadas cranealmente dentro del bolsillo subcutáneo en el flanco, cerca de la región abdominal ventral. En este procedimiento, coloque al animal anestesiado sobre el marco estereotáxico.Coloque cuidadosamente la cabeza con barras auriculares y un fijador nasal de modo que los puntos de referencia craneométricos brahma y lambda del cráneo queden al mismo nivel. A continuación, limpie el periostio con hisopos de algodón sin dañar los músculos temporales y occipitales. Después, aplique peróxido de hidrógeno sobre el cráneo para resaltar la sutura craneal, brahma y lambda.Prepare el sistema estereotáxico 3D para las coordenadas del objetivo. Taladre los orificios objetivo a velocidad máxima sin aplicar presión. Coloque el electrodo de registro sobre la superficie de la corteza motora para registrar el EEG.Luego, fije los electrodos con cemento dental para proporcionar una fuerte adhesión al neurocráneo subyacente y deje que el cemento se seque durante cinco minutos. Coloque el electrodo de referencia epidural sobre la corteza cerebelosa, ya que es una región electroencefalográficamente silenciosa, y fíjelo también con cemento. Después de haber perforado los orificios en las coordenadas de interés, utilice el sistema estereotáxico para sujetar el electrodo profundo al brazo vertical del dispositivo estereotáxico.Coloque el electrodo profundo en la región CA1. Posteriormente, fije el electrodo con cemento dental para proporcionar una fuerte adhesión al neurocráneo subyacente. Coloque el electrodo de referencia epidural sobre la corteza cerebelosa y fíjelo también con cemento dental.Deje que el cemento se seque durante cinco minutos antes de cerrar la incisión con puntos de sutura. Este esquema muestra que se coloca un electrodo diferencial epidural en la corteza motora. Un electrodo diferencial intrahipocampal adicional se coloca en la región CA1 del hipocampo.Ambos electrodos pseudo-referencia están localizados en el cerebelo. Esta sección coronal ilustra la localización del electrodo intracraneal profundo para la grabación del electrohipocampograma. Y aquí se muestra un acercamiento del electrodo profundo de EEG, el cable sensor del transmisor de radiofrecuencia y su disposición sobre el cráneo reflectante.Estas grabaciones intrahipocampales de CA1 se obtienen de ratones tras el tratamiento agudo con ácido kainico al primer, tercer y quinto día posterior a la inyección. Esta figura ilustra ejemplos de EEG epidurales y profundos simultáneos en el modelo de epilepsia del lóbulo temporal mesial con pilocarpina en ratas. Una vez dominada, esta técnica puede realizarse en 30 a 45 minutos, dependiendo del número de electrodos que deban implantarse y de las regiones diana, siempre que se realice adecuadamente.Al realizar este procedimiento, se debe prestar especial atención a los signos vitales de los animales anestesiados. Dado que los modelos transgénicos y farmacológicos en ratones y ratas de enfermedades humanas pueden presentar diferencias en la susceptibilidad a la anestesia. Tras seguir este procedimiento, se pueden realizar otras pruebas conductuales, cognitivas y de masas electrofisiológicas, como el laberinto en T, laberintos convencionales o grabaciones de potenciales evocados, con el fin de abordar preguntas adicionales, tales como cómo la ritmicidad depende de diferentes estados funcionales o cambia tras la exposición repetitiva a un estímulo.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar una colocación precisa de electrodos EEG superficiales y profundos en ratones y ratas utilizando un dispositivo estereotáxico tridimensional y radiotelemetría EEG implantable.

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Neurociencia

Este video demuestra el procedimiento para el registro simultáneo de electroencefalografía (EEG) colocalizada y potenciales de campo local (LFPs) en una rata anestesiada. El proceso consiste en preparar la rata y colocar electrodos estimulantes en sus almohadillas para bigotes. Se coloca un electrodo de araña de EEG en el cráneo de la rata para mediciones de EEG de superficie. Al mismo tiempo, se inserta un microelectrodo multicanal en una región específica del cerebro a través de un orificio...

Registros electroencefalográficos concurrentes y de potencial de campo local en una rata anestesiada

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