Détection automatique de très organisé Oscillations Theta dans le murin EEG

L’objectif global de cette procédure est d’analyser les oscillations thêta hautement organisées induites pharmacologiquement chez la souris à l’aide de la radiotélémétrie EEG implantable. Ce message peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine des neurosciences systémiques, telles que la façon d’induire, de détecter et de quantifier des oscillations thêta hautement organisées dans l’EEG de souris à l’aide d’enregistrements radiotélémétriques EEG hippocampiques à long terme. Le principal avantage de cette technique est qu’elle permet d’analyser des oscillations thêta hautement organisées dans des enregistrements EEG murins d’hippocampe à grande échelle.

Les implications de cette technique s’étendent à notre traitement des maladies neuropsychiatriques et neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer, car des altérations de fréquence telles que la dysrythmie thêta y sont souvent associées. Bien que cette méthode puisse donner un aperçu de la dysrythmie thêta de l’hippocampe murin, elle peut également être appliquée aux enregistrements EEG d’autres espèces, y compris l’homme après adaptation. Généralement, si le rituel est nouveau, cette méthode aura du mal, car l’analyse de détection de l’oscillation thêta nécessite une implantation correcte d’électrodes EEG et une induction thêta.

Avant l’insertion des électrodes, grattez le revêtement en parylène de la pointe. Ensuite, fixez mécaniquement la partie extracrânienne d’une électrode à l’hélice en acier inoxydable de l’émetteur. Et raccourcissez-les à la longueur requise.

Pour implanter l’émetteur de radiofréquence, placez une souris anesthésiée sur la table d’opération et continuez à administrer de l’isoflurane à l’animal à travers un masque facial. Assurez-vous de la profondeur de l’anesthésie en vérifiant le réflexe de pincement de la queue, le réflexe de pincement du pied et la fréquence respiratoire. Ensuite, retirez les poils du cuir chevelu et désinfectez le cuir chevelu rasé avec de l’éthanol à 70 % et un gommage à base d’iode.

Ensuite, faites une incision médiane sur le cuir chevelu du front à la région nuciale à l’aide d’un scalpel. Ensuite, préparez une poche sous-cutanée d’un côté du dos de l’animal en effectuant une dissection sanguine à l’aide de ciseaux chirurgicaux. Ensuite, insérez l’émetteur dans la poche sous-cutanée et déposez l’excédent de longueur des fils flexibles de l’émetteur dans la poche.

Ensuite, fixez le crâne à l’aide d’une pince nasale. Placez ensuite l’animal de laboratoire sur le cadre stéréotaxique. Et réglez les barres d’oreille.

Appliquez du peroxyde d’hydrogène à 0,3 % sur le crâne pour enlever tout tissu et pour aider à visualiser les sutures crâniennes et les repères craniométriques tels que le bregma et le lambda. Ensuite, percez les trous aux coordonnées de votre choix à l’aide d’une perceuse neurochirurgicale à grande vitesse en mode sans pression à vitesse maximale. Sélectionnez les électrodes appropriées et stérilisez-les avec de l’éthanol à 70 % avant l’implantation.

Le type d’électrode doit être soigneusement choisi en fonction des exigences expérimentales. Habituellement, les électrodes en tungstène ou en acier inoxydable revêtues de parylène sont les plus courantes. Ensuite, fixez les électrodes à l’aide du ciment verre-ionomère et attendez que le ciment soit complètement durci.

Ensuite, fermez le cuir chevelu à l’aide de sutures répétées avec un matériau de suture non résorbable. Pour la gestion de la douleur postopératoire, administrer le carprofène par voie sous-cutanée une fois par jour pendant quatre jours après l’implantation. Laisser l’animal se rétablir pendant 10 à 14 jours avant les enregistrements ou les expériences d’injection.

Dans cette procédure, activez l’émetteur de radiofréquence à l’aide de l’interrupteur magnétique. Effectuez des enregistrements EEG de l’hippocampe à long terme pendant au moins 24 à 48 heures. L’analyse de l’amplitude de l’EEG et des caractéristiques de fréquence de l’EEG des enregistrements à long terme fournit un aperçu détaillé de la dépendance circadienne des oscillations thêta et de leur association avec des conditions ou des tâches comportementales et cognitives spécifiques.

Pour l’induction pharmacologique des oscillations thêta, prétraiter l’animal avec de la méthscopolamine pour éviter les réactions muscariniques périphériques. Par la suite, administrez une dose unique d’uréthane ou d’un agoniste des récepteurs muscariniques à la souris pour l’initiation thêta. Après environ 60 minutes, injectez de l’atropine pour différencier les oscillations thêta sensibles à l’atropine de type deux de celles insensibles à l’atropine.

Et continuer l’enregistrement. Pour valider le placement des électrodes EEG, coupez les électrodes en acier inoxydable et retirez l’émetteur de radiofréquence. Ensuite, sacrifiez la souris et retirez le cerveau du neurocrâne.

Pour valider le placement de l’électrode, montez le cerveau extrait sur le support de tissu d’un Vibroslicer à l’aide d’un adhésif. Et coupez le cerveau en tranches coronales de 100 micromètres. Montez les tranches sur des lames de verre et colorez-les avec du bleu nissl en utilisant la procédure histologique standard.

N’incorporez l’animal à l’analyse que s’il répond aux critères de placement des électrodes EEG corrects. Pour la région CA1, l’extrémité de l’électrode profonde doit être localisée à l’intérieur de la couche pyramidale CA1. Téléchargez les données EEG.

Voici un exemple de segment EEG de 30 minutes. Utilisez la fonction complexe d’ondelettes de Morlet, illustrée ici, pour l’analyse temps-fréquence. Pour l’analyse temps-fréquence, la gamme de fréquences est réglée entre 0,2 et 12 Hz et une taille de pas est définie sur 0,1 Hz.Ce graphique temps-fréquence codé en couleur du segment EEG illustre les plages de fréquences thêta et delta supérieur.

Ici, une époque EEG extraite de 2,5 secondes est analysée pour le segment thêta. Étant donné que l’amplitude maximale dans la gamme thêta divisée par celle dans la gamme delta supérieure est supérieure à 1,5, ce segment est classé comme une époque oscillatoire thêta. Cela garantit que l’amplitude thêta maximale est supérieure d’au moins 50 % à l’amplitude dans la bande delta supérieure à l’époque EEG calculée.

Cette figure montre la corrélation entre les oscillations thêta hautement organisées et la mesure de détection thêta dans l’enregistrement EEG, dans lequel les segments oscillatoires thêta peuvent être quantifiés et analysés statistiquement. Voici deux époques EEG de 2,5 secondes, classées visuellement comme segments non thêta et thêta respectivement. Et voici l’analyse temps-fréquence des segments EEG CA1, affichée dans les graphiques correspondants ci-dessus dans la gamme de 0,2 à 12 Hz.L’amplitude étant codée par couleur, l’analyse temps-fréquence du segment EEG non-thêta présente une architecture thêta fluctuante régulière en ce qui concerne les fréquences dans le temps.

Alors que le segment avec des oscillations thêta hautement synchronisées est caractérisé par un thêta régulier non fluctuant de haute amplitude d’une fréquence presque constante de six Hz.Le rapport entre l’amplitude maximale thêta et l’amplitude delta maximale est de 1,25 sur cette carte et de 4,67 sur cette carte. Classer clairement cette époque EEG comme un segment EEG à oscillation thêta. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une heure si elle est exécutée correctement.

À la suite de cette procédure, d’autres méthodes telles que l’analyse temps-fréquence d’autres bandes de fréquences ou la détection automatisée des crises peuvent être effectuées afin de répondre à des questions telles que si d’autres bandes EEG sont affectées, comment elles sont couplées et sont liées à l’hyperexcitabilité neuronale. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine des neurosciences systémiques pour explorer les altérations de l’architecture thêta de l’hippocampe dans des modèles de souris transgéniques, tels que les modèles de souris de la maladie d’Alzheimer. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’induire, de détecter et d’analyser des oscillations thêta hautement organisées.