Un protocolo rentable y mínimamente invasivo para el registro de electroencefalografía crónica multisitio en ratones que se mueven libremente

Este protocolo permite registros EEG en ratón, de alta calidad y eficientes y mínimamente invasivos, haciendo accesible la monitorización neuronal a largo plazo para la investigación preclínica. Los principales desafíos del registro crónico de EEG son la inestabilidad del implante y la longevidad de la tapa en la cabeza, la degradación de la señal, el análisis masivo de datos y la inaccesibilidad de sistemas comerciales costosos. Para empezar, usa un enchufe hembra USB tipo B con cinco pines y suelda con un cable de iridio platino de 0,003 pulgadas.

No uses el cuarto pin, ya que es el pin de tierra, y en su lugar utiliza los otros cuatro pines para conectar los electrodos. Dobla los pines aproximadamente 45 grados y enrolla los cables alrededor de cada pin dos veces para asegurar una conexión fuerte que no se solte. Ahora, aplica una pequeña cantidad de pasta de fundente de resina de soldadura en cada pasador para limpiar la superficie y lograr una soldadura efectiva.

Luego, coloca un pequeño trozo de cable de soldadura en cada pin. Usando un soldador, funde el alambre de soldadura para fijar permanentemente el alambre de iridio de platino a los pines. Tras confirmar la anestesia profunda, inicia el ventilador de oxígeno de isoflurano en la nariz a una tasa del 1,5% de volumen por volumen.

Ahora, inyecta al ratón carprofeno a cinco miligramos por kilogramo para reducir la inflamación y el dolor. Inyecta dexametasona a 0,1 miligramos por kilogramo intramuscularmente para reducir la inflamación y la inflamación cerebral. Aplica pomada para los ojos para evitar que los ojos se sequen durante la anestesia.

Después de retirar el pelaje, limpia el lado de la incisión en el cráneo con etanol al 70%, seguido de aplicar almohadillas de yodo siguiendo una técnica séptica. Después, usa un bisturí para hacer una incisión clara en el centro de la cabeza. Corta alrededor de la incisión para exponer el lugar de implantación del electrodo, asegurando que los músculos no queden expuestos.

Lava la superficie del cráneo con una solución de cloruro sódico al 0,9%. Seca la superficie y frota el cráneo con hisopos de algodón sumergidos en peróxido de hidrógeno. Utiliza un bisturí para eliminar cualquier tejido conectivo restante en el hueso.

Después de un minuto, lava la superficie de nuevo con una solución de cloruro sódico al 0,9% y sécala antes de perforar. Utiliza un taladro dental para rugar la superficie del cráneo y favorecer la adhesión del acrílico. Mide y marca los sitios de implantación del electrodo en las posiciones anterior/posterior, más dos y menos cuatro, y las posiciones laterales mediales, más o menos 1,5.

Perfora la superficie del cráneo con taladros de 1,4 milímetros e inserta cuatro tornillos óseos de 1,5 milímetros en los sitios perforados usando destornilladores de precisión. Asegúrate de que los tornillos toquen solo la superficie y no entren en el cerebro. Enrolla los cables del conector USB alrededor de cada tornillo dos o cuatro veces y corta cualquier exceso de cable.

Aplica una pequeña gota de superpegamento en la parte superior de cada tornillo y deja que se seque para reforzar la conexión. Asegúrate de que el conector esté situado en el centro del cráneo sin tocar el cráneo ni los electrodos. Luego, construye lentamente la tapa con cianoacrilato, aplicando capas finas para evitar el sobrecalentamiento del hueso.

Usando cemento dental, fija un tornillo grande a la superficie plana del conector para facilitar el enchufe del cable USB. Deja que la tapa se seque al menos dos minutos antes de sacar el ratón de la fase estereotaxica. Coloca el ratón sobre una almohadilla térmica y obsérvalo durante 24 horas.

Trata al ratón con carprofeno a cinco miligramos por kilogramo cada 12 horas durante siete días. Espera dos semanas para dejar crecer el hueso en la interfaz acrílica antes de proceder con la electroencefalografía o el registro EEG. Registrar la señal EEG de cada ratón durante una hora, incluyendo 30 minutos antes del tratamiento con pentilenetestrazol y 30 minutos después de administrar 20 miligramos por kilogramo de pentilenetetrazol.

Conecta el cable USB al conector del ratón. Conecta el cable USB a un amplificador diferencial de corriente alterna usando pinzas de cocodrilo. Ajusta la ganancia a 10.000 y filtra entre 0,1 y 250 hertzios.

Muestrea la señal de electroencefalografía a 1.000 hercios. Graba las salidas del amplificador simultáneamente en el ordenador y muestra las señales en tiempo real en el osciloscopio. Conecta las salidas del amplificador a un dispositivo USB de adquisición de datos y acondicionamiento de señal conectado al ordenador.

Finalmente, graba la señal EEG usando el código Python y filtra entre 0,1 hercios y 250 hercios y visualiza los datos. Se implantaron electrodos en 20 ratones de fondo C57BL/6J, incluyendo cinco ratones de tipo salvaje con una tasa de supervivencia postoperatoria del 85% que se mantuvo hasta seis meses después de la cirugía. Los registros de EEG capturaron cambios electrofisiológicos inducidos por pentilenetetrazol, como lo demuestra el aumento del número de descargas interictales en ratones tras la inyección de pentilenetrazol.

La amplitud de las descargas interictales tras la inyección de pentilenetazrol fue visiblemente mayor en tres electrodos diferentes, como se muestra en trazas representativas de EEG. Nuestro estudio estableció un sistema EEG simple y estable en ratones en movimiento libre, mostrando registros fiables y a largo plazo en descargas claras relacionadas con la serie. Este protocolo impulsa la neurociencia al proporcionar registros EEG accesibles a largo plazo en roedores en movimiento libre, apoyando estudios más amplios sobre trastornos cerebrales y terapias.

La investigación futura se centrará en refinar el diseño de electrodos, ampliar los registros multirregión e integrar el EEG con manipulaciones conductuales, farmacológicas y genéticas.