Haute densité enregistrements EEG des souris se déplacent librement à l'aide à base de polyimide microélectrodes
11 janvier 2011
Dans cet article, nous avons décrit la procédure de chirurgie et de la manutention des conseils pour l'implantation de l'ultra-mince matrice de microélectrodes à base de polyimide (PBM-array) sur le crâne de la souris pour l'acquisition de haute densité encéphalographie (EEG) dans un modèle murin.
Bonjour, je m’appelle Mina Lee et je travaille au Gen Choice Laboratory du Centre de neurosciences de l’Institut coréen des sciences et de la technologie. Aujourd’hui, nous allons démontrer l’état de l’EG à haute densité dans le modèle de masse avec un réseau de micro-électrodes à base de poly. La procédure implique la mise en place des instruments, la préparation des animaux pour la chirurgie et la chirurgie stéréotoxique.
Après l’opération, nous effectuerons un enregistrement EEG, puis analyserons les données. Commençons. Avant de commencer l’opération, installez les instruments stéréotoxiques et tout le matériel nécessaire.
L’environnement doit être propre. Préparez la souris pour la chirurgie. Je vais faire une démonstration de l’opération d’aujourd’hui à l’aide d’une souris hybride de base de 17 semaines, de six noirs, de six J, 1 29, de quatre S-V-J-A-E.
Nous pouvons également utiliser des souris de plus de 25 grammes. Anisez la souris avec une injection IP de cocktail contenant 120 milligrammes par kilogramme, de la kétamine et six milligrammes par kilogramme de sortie. Pincez doucement la queue de la souris ou pour vous assurer que la souris est anesthésiée suffisamment profondément pour procéder à la chirurgie.
Pour commencer l’opération, montez l’animal sur le stéréo toxique séparé. Placez les barres d’air dans la conelle de la souris une par une et serrez-la. Mettez un peu de méthanol sur sa tête, puis façonnez l’arrière de sa tête.
Injecter, faire une incision antérieure postérieure entre les yeux jusqu’entre les oreilles et le crâne. Pincez la peau de la souris à l’aide de micro-pinces afin de maintenir l’incision large vers le haut. Retirez tout tissu ou membrane restant du crâne avec les permutations stérilisées.
Placez le marqueur au-dessus de sa tête. Marquez les points lambda BMA. Retirez ensuite le marqueur et marquez les points à l’aide d’un vieux stylo.
Juste dans le mille. Le point. Amenez l’électrode de film au-dessus de la tête et mettez une goutte d’eau T sur le crâne.
Placez le BMA au milieu de la cinquième couche de l’Ontario du meilleur micro réseau électro. Sous-marinez soigneusement le film de la médiane à plus tard avec l’eau douce des échanges de coton. Donnez quelques minutes jusqu’à ce qu’il sèche complètement.
Cela contribue à une meilleure observance. Faites trois marques de stylo avec un stylo à base d’huile sur l’espace résiduel. C’est là que vous allez percer.
Faites très attention à ne pas toucher l’intérieur lorsque vous percez les trous. Placez les vis de direction à trois lignes steril sur le crâne et placez-les jusqu’à ce qu’elles soient bien en cordon. Mélangez un lot épais de ciment dentaire liquide, liquide, précis et couvrez les vis de l’électrode du film et le reste du crâne.
Faites un autre lot et utilisez-le pour couvrir complètement l’électrode. Dévoilez à nouveau les vis pour le fixer. N’oubliez pas que cet homme ne doit pas être sous l’électrode du film.
Mettez un double signe qui a du ruban adhésif à l’arrière du plan de connexion. Placez un bâton rigide comme sangle au milieu du crâne à l’aide d’une colle forte. Dans l’expérience d’aujourd’hui, j’utilise la pointe d’un écouvillon pour cette étape, je manipule la position du connecteur pour qu’elle soit à l’envers jusqu’à ce qu’il entre en contact avec la pointe du point de coupe.
La distance entre le crâne et le connecteur doit être supérieure à cinq millimètres. Collez le plan du connecteur sur la pointe de l’échange de coton en ajoutant de la colle forte. Couvrir le reste de la zone ouverte avec de l’acrylique ul ciment.
Après le durcissement du ciment, retirez les pinces et remuez la peau. Retirez la souris du parus et couvrez l’espace supplémentaire. Avec du ciment dentaire acrylique, appliquez de l’antibiotique sodique autour du ciment et de la zone de suture.
Placez la souris dans sa propre cage et donnez-lui une liste de cinq jours pour la récupération. Connectez la souris à l’EEG et tirez le feu et donnez plus d’une heure pour l’habitation. Après une heure d’enregistrement EEG, nous avons réalisé l’acquisition d’un EEG haute densité dans un modèle murin avec un réseau de micro-électrodes à base de poly.
Lors de cette procédure, il est important de ne pas oublier de manipuler le film electro Tri en douceur car il n’a que sept micromètres d’épaisseur. R, une goutte d’eau du robinet est nécessaire lorsque vous réorganisez l’électrode. Si vous sautez cette étape, l’électrode peut être tournée facilement et assurez-vous que les dents en acrylique à haute viscosité ne pénètrent pas sous le film.
Après l’enregistrement, nous effectuons une analyse hors ligne à l’aide d’un laboratoire de méthamphétamine pour dessiner plusieurs graphiques cérébraux afin de visualiser clairement les activités cérébrales chez la souris. Il s’agit des signaux EEG multicanaux représentatifs après injection de GBL. Sur le panneau de gauche, vous pouvez voir les signaux e multicanaux représentatifs après l’injection de GBL sur le panneau de droite.
Des cartes topographiques cérébrales telles que le délai de puissance moyen, l’intensité maximale moyenne et la carte de probabilité moyenne d’apparition des crises sont présentées. Donc c’est tout. Merci d’avoir regardé.
Aperçu
Cet article présente la procédure chirurgicale pour implanter un réseau de microélectrodes à base de polyimide (réseau PBM) sur le crâne de souris, permettant une acquisition EEG à haute densité dans un modèle de souris.
Composants clés de l'étude
Domaine de la science
- Neuroscience
- Électrophysiologie
- Ingénierie biomédicale
Contexte
- L'EEG à haute densité est crucial pour étudier l'activité cérébrale.
- Les réseaux de microélectrodes à base de polyimide offrent des avantages en termes de qualité d'enregistrement.
- La compréhension des techniques chirurgicales est essentielle pour une implantation réussie.
- Les modèles de souris sont couramment utilisés dans la recherche en neurosciences.
Objectif de l'étude
- Fournir un protocole chirurgical détaillé pour l'implantation du réseau PBM.
- Faciliter les enregistrements EEG à haute densité chez les souris.
- Améliorer les méthodes d'acquisition de données dans la recherche en neurosciences.
Méthodes utilisées
- Préparation des instruments chirurgicaux et anesthésie animale.
- Mise en œuvre des techniques de chirurgie stéréotaxique.
- Manipulation soigneuse du réseau de microélectrodes ultra-minces.
- Récupération post-chirurgie et acquisition de données EEG.
Principaux résultats
- Implantation réussie du réseau PBM sur le crâne de la souris.
- Enregistrements EEG de haute qualité obtenus après la chirurgie.
- L'analyse des données a révélé des modèles d'activité cérébrale significatifs.
- Démontré l'importance des techniques chirurgicales soigneuses.
Conclusions
- La procédure décrite est efficace pour l'acquisition EEG à haute densité.
- La manipulation appropriée du réseau de microélectrodes est cruciale.
- Cette méthode peut faire progresser la recherche sur l'analyse de l'activité cérébrale.
Questions fréquemment posées
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.
