Procédure d'enregistrement polygraphique pour la mesure du sommeil chez la souris

L’objectif général de cette procédure d’enregistrement polygraphique est de déterminer l’état de vigilance des souris et de mesurer le temps passé dans l’éveil, le sommeil à mouvements oculaires rapides ou le sommeil à mouvements oculaires non rapides. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans presque tous les domaines des neurosciences qui cherchent à corréler le comportement et la physiologie avec l’activité des neurones corticaux chez les animaux au comportement. Le principal avantage de cette technique est qu’elle peut enregistrer un grand nombre de ganglions, un électroencéphalogramme et un électromyogramme et peut être combinée avec d’autres implants cérébraux tels que des fibres optiques et des canules de perfusion.

La démonstration visuelle de cette méthode est très importante car l’implantation de l’électrode doit être effectuée correctement et la qualité de l’électrode est extrêmement critique pour juger des états physiques. La démonstration de la procédure sera assurée par Yohko Takata, un postdoctorant de mon laboratoire. Avant de commencer, stérilisez tous les outils chirurgicaux dans un stérilisateur à billes chaudes.

Une fois que la souris est confirmée anesthésiée par un pincement de l’orteil, rasez les poils de la tête et du cou. Ensuite, fixez la maison au cadre stéréotaxique et fixez la tête entre les deux barres d’oreille. Ensuite, appliquez une pommade ophtalmique sur les yeux pour prévenir la sécheresse.

Procédez au nettoyage de la peau rasée avec des gommages à base d’alcool et d’iode. Ensuite, coupez le long de la ligne médiane avec un scalpel pour exposer le crâne et fixez la peau sur le côté à l’aide de clips pour maintenir la zone chirurgicale ouverte. À l’aide d’une fraise en carbure avec un foret de 0,8 millimètre, faites deux trous.

Mettez un trou sur la zone corticale frontale. Placez le deuxième trou sur la zone pariétale de l’hémisphère droit. Ensuite, à l’aide d’un tournevis de bijoutier, vissez les vis d’enregistrement EEG en acier inoxydable dans les trous.

Insérez les vis en seulement deux à deux tours et demi pour obtenir un positionnement épidural sur le cortex. Les vis ne doivent pas bouger une fois insérées. C’est très important.

Maintenant, fixez l’ensemble d’électrodes avec les broches vers le haut jusqu’au crâne. Les électrodes doivent être fixées droites. Utilisez un coton-tige pour aider à sécuriser la position de l’électrode et collez l’électrode à l’aide de cyanoacrylate suivi de ciment dentaire.

Ensuite, faites de petits trous dans le trapèze et insérez l’électrode EMG dans ces trous. Ensuite, suturez la peau avec du fil de soie de 0,1 millimètre de diamètre. Maintenant, retirez la souris du cadre stéréotaxique et placez-la sur un coussin chauffant.

Administrez à la souris des injections intrapéritonéales d’ampicilline et de méloxicam et surveillez la souris jusqu’à ce qu’elle retrouve sa position couchée sternale. Ensuite, hébergez la souris seule. Une semaine après l’implantation des électrodes, transférez la souris dans une cage expérimentale dans une chambre d’enregistrement insonorisée.

Fixez l’ensemble d’électrodes EEG/EMG sur la souris à un câble d’enregistrement connecté à une bague collectrice. Connectez le câble du convertisseur AD à un amplificateur de filtre de signal EEG/EMG connecté à la bague collectrice. Utilisez un convertisseur AD pour convertir le signal en un signal numérique de 128 hertz et, enfin, enregistrez le signal sur un ordinateur.

Habituez la souris pendant deux à trois jours dans la chambre d’enregistrement. Si l’enregistrement EEG/EMG comprend des administrations de médicaments, manipulez doucement la souris chaque jour comme celles qui ont été administrées lors d’une administration de médicament. Ensuite, démarrez le logiciel d’enregistrement EEG/EMG.

Pour commencer, cliquez sur l’onglet Informations sur le fichier de données et cliquez sur la case à côté du Nom du fichier. Entrez un nom de fichier et cliquez sur Enregistrer. Ensuite, dans l’onglet Condition d’enregistrement, sélectionnez tous les canaux EEG/EMG qui doivent être enregistrés.

Sélectionnez également la fréquence d’échantillonnage sous cet onglet. Maintenant, dans l’onglet Informations sur la chaîne, vérifiez si les chaînes sélectionnées s’affichent correctement. Une fois confirmé, démarrez l’enregistrement en sélectionnant d’abord l’onglet Paramètres de la minuterie.

Ensuite, cliquez sur moniteur pour afficher l’EEG et l’EMG. Si les signaux s’affichent correctement, réglez l’heure de l’horloge pour le début et la fin de l’enregistrement dans la zone Minuterie principale. Ensuite, cliquez sur le bouton Moniteur pour démarrer l’enregistrement.

Maintenant, enregistrez les signaux dans des conditions de base et dans différentes conditions de traitement sur plusieurs jours. Lorsque l’expérience est terminée, euthanasiez la souris avec du pentobarbital. Démarrez le logiciel d’analyse EEG/EMG.

Ouvrez les données brutes EEG/EMG, qui sont un fichier KCD. Cliquez sur l’onglet Veille et réglez l’heure d’époque sur 10 secondes. Ensuite, sélectionnez Multi-criblage pour noter automatiquement les dix secondes époques en trois étapes sur la base des amplitudes de l’EEG et de l’EMG et sur la base de l’analyse spectrale de puissance de l’EEG.

Ensuite, cliquez sur la condition FFT pour l’onglet EEG. Là, définissez les paramètres pour l’analyse spectrale de puissance. Utilisez 256 points de référence correspondant à toutes les deux secondes d’EEG, utilisez la fonction de fenêtre de Hamming et utilisez une moyenne de cinq spectres par époque.

Cliquez ensuite sur OK.Maintenant, cliquez sur Démarrer le filtrage pour commencer le filtrage automatique. Ensuite, ouvrez les données stockées, qui sont enregistrées dans un format de fichier RAF, et vérifiez les résultats du dépistage automatique. Au besoin, corrigez les résultats s’ils ne répondent pas aux critères standard.

Pour effectuer une correction, cliquez et maintenez le bouton gauche de la souris sur une époque incorrectement notée et faites glisser le curseur sur la chaîne d’époques incorrectement notées. Relâchez le bouton gauche de la souris et sélectionnez l’état de comportement correct dans la fenêtre contextuelle. Dans des conditions de base, les souris présentaient un rythme circadien clair entre le sommeil et l’éveil, compatible avec leur nature nocturne.

Au cours de la période de lumière de 12 heures, les souris ont passé en moyenne 6,7 heures de sommeil NREM et 0,9 heure de sommeil paradoxal. Alors que, pendant leur période d’obscurité de 12 heures, l’éveil était prédominant. D’autres mesures ont également été enregistrées.

Il s’agissait notamment de la distribution des époques de sommeil, de leurs durées moyennes et des transitions d’étape pour chaque état de vigilance. Les spectres de puissance EEG pour le sommeil NREM et REM montrent une forte densité de puissance EEG dans la gamme de fréquences de 0,5 à 4 hertz pour le sommeil NREM, contre une densité de puissance de six à 10 hertz pour le sommeil paradoxal. Pour évaluer l’impact de la caféine sur le sommeil, des souris C57 black 6 ont été traitées avec un véhicule un jour et avec de la caféine le lendemain.

Des injections intrapéritonéales de caféine ont été administrées tôt dans le cycle de lumière. Comme prévu, l’enregistrement a révélé que la caféine augmentait la quantité d’éveil chez les souris. Une augmentation de trois fois de l’éveil s’est produite pendant les trois heures suivant l’injection.

Une fois maîtrisée, la procédure d’implantation d’électrodes peut se faire en moins de 20 minutes. L’évaluation et la correction des données EEG sur une période de 24 heures peuvent être effectuées en 30 minutes environ. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de configurer l’enregistrement de l’électroencéphalogramme et de l’électromyogramme chez la souris et comment évaluer si et combien de temps un animal est éveillé ou endormi.