Enregistrement d'EEG dans des rats néonatals à déplacement libre à l'aide d'une nouvelle méthode
29 mai 2017
Ici, nous introduisons une nouvelle technique conçue pour enregistrer l'électrodéphalographie (EEG) dans les chiots épileptiques néonataux à déplacement libre et décrire ses procédures, leurs caractéristiques et leurs applications. Cette méthode permet d'enregistrer EEG pendant plus d'une semaine.
L'objectif général de cette méthode est d'enregistrer des EEG chez des ratons néonatals libres de leurs mouvements, à l'aide d'une configuration novatrice d'électrodes stable pendant une semaine ou plus. Cette méthode permettra de répondre à des questions essentielles dans le domaine des neurosciences et sera bénéfique pour l'étude de l'épilepsie néonatale. En utilisant cette technique, il est possible d'obtenir des signaux EEG de haute qualité et stables sur des périodes prolongées.
Ce qui aidera au diagnostic de divers troubles neuropathologiques. En général, les personnes novices dans cette méthode éprouveront des difficultés, car les rats nouveau-nés âgés de p8 à p15 sont très délicats à manipuler et nécessitent une grande précaution. L'électrode nécessite un contact à broches pour fonctionner en tant qu'interface de signal avec les dispositifs de communication.
Un connecteur informatique pin lo sai remplit cette fonction. Séparez soigneusement les broches mâles et femelles d'un connecteur informatique pin lo sai à l'aide d'une pince. Ensuite, reliez les broches mâle et femelle ensemble pour former une électrode, et fixez la connexion avec du cyanoacrylate.
Préparez plusieurs électrodes de ce type. Une fois que les soudures sont solidifiées, placez les électrodes dans un bécher rempli d'eau distillée pendant dix minutes. Ensuite, placez-les dans un nettoyeur à ultrasons pour nettoyer les électrodes.
Ensuite, transférez le bécher dans un four réglé à 45 degrés Celsius et chauffez pendant une demi-heure. Enfin, stérilisez les électrodes par une exposition aux UV de 30 minutes. Dans une hotte de sécurité biologique, installez d'abord les instruments chirurgicaux stérilisés et un appareil stéréotaxique stérilisé pour la chirurgie.
Ensuite, anesthésiez le raton néonatal à l’aide d’isoflurane à deux virgule cinq pour cent. Lorsque le raton est profondément anesthésié, réduisez l’isoflurane à un pour cent. Avant de poursuivre, effectuez une pincée du orteil pour vous assurer que le rat est suffisamment anesthésié.
Ensuite, fixez la tête de la souris dans l'appareil stéréotaxique. Placez les barres auriculaires dans les conduits auditifs et serrez doucement les barres. Attention : le crâne néonatal est très fragile.
Effectuez maintenant une incision médiane de quinze millimètres dans le crâne. Ensuite, à l’aide d’une pince, écartez délicatement le cuir chevelu pour élargir l’incision. Pour maintenir l’incision ouverte, utilisez un morceau de coton imbibé de sérum physiologique.
Maintenant, localisez le bregma et le lambda, et marquez-les au crayon. Les étapes suivantes concernant l'implantation des électrodes sont cruciales et doivent être exécutées avec précision. Tout d'abord, à l’aide d’une aiguille de calibre 26, faites un trou de trépanation dans le cortex préfrontal, à deux millimètres en avant du bregma et à moins de zéro virgule cinq millimètre de la ligne médiane.
Ensuite, réalisez un trou de trépan dans l'hippocampe à un point huit millimètre en arrière du bregma et à zéro virgule cinq millimètre latéralement par rapport à la ligne médiane. L'aiguille ne doit pas pénétrer de plus de deux millimètres sous la surface corticale afin de minimiser les lésions cérébrales. Maintenant, à l’aide de pinces, insérez l’électrode de référence dans le trou cortical, et insérez les électrodes d’enregistrement dans le trou de l’hippocampe.
Ensuite, appliquer une pommade à l'érythromycine autour des électrodes et fixer les électrodes en place à l'aide de cyanoacrylate. Pendant que la colle durcit, préparer le ciment dentaire de manière à obtenir une consistance collante et visqueuse. La viscosité du ciment dentaire est cruciale.
Si le ciment dentaire est trop fluide, cela peut entraîner la formation d'une couche isolante indésirable sous l'électrode. Si le ciment est trop dense, les électrodes risquent de se détacher plus facilement en raison de la masse excédentaire. Avant d'appliquer le ciment, séchez soigneusement le crâne et les électrodes.
Ensuite, fixez les électrodes au crâne à l'aide de ciment dentaire. Après cela, appliquez de l'acide picrique sur les électrodes afin d'ajouter une couche supplémentaire de protection. Maintenant, retirez l'animal du cadre stéréotaxique et injectez 300 microlitres de solution de glucose à dix pour cent par voie sous-cutanée.
Ensuite, transférez l'animal sur une couverture chauffante afin de le maintenir à 37 degrés Celsius jusqu'à ce qu'il puisse se déplacer. Une fois qu'il est ambulatoire, administrez de la buprénorphine pour soulager la douleur postopératoire, puis transférez le petit dans sa cage d'origine avec sa mère. Avant d'utiliser l'implant, attendez au moins deux jours pour permettre au petit de se remettre.
Après la période de récupération, placer le petit seul pour effectuer des enregistrements d’environ dix minutes afin qu’il puisse s’habituer à l’environnement. Connecter les électrodes à un amplificateur, puis relier l’amplificateur à un convertisseur AD branché à un ordinateur. Veiller à ne pas emmêler ces connexions.
Ensuite, sur l'unité d'acquisition de données, sélectionnez une fréquence d'échantillonnage d'au moins 10 000 hertz pour l'enregistrement, et vérifiez la transmission correcte des données. Enregistrez un signal de base. Après avoir obtenu un enregistrement de base, injectez au pupa kainique par voie intrapéritonéale pour induire des crises épileptiques.
Quinze minutes après l'injection, observer et enregistrer les décharges épileptiques. Sauvegarder les données numérisées et les analyser à l'aide d'un logiciel de traitement du signal. Mettre en évidence le niveau de puissance des différentes composantes de fréquence dans les EEG néonatals à l'aide d'une analyse du spectre de puissance.
Calculer la puissance à partir d'intervalles d'une minute en déterminant l'amplitude quadratique moyenne entre un et cent hertz, qui correspond à la bande d'EEG. Dix minutes après l'injection d'acide kaïnique, des motifs récurrents de décharges intercritiques et critiques à l'EEG ont été enregistrés. Les crises les plus fréquemment enregistrées étaient de type tonico-cloniques.
La durée du tonus ictal a duré environ quinze secondes. On a également observé que les décharges toniques étaient suivies de salves cloniques. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment implanter des électrodes et obtenir des enregistrements EEG de haute qualité chez des rats nouveau-nés âgés de p8 à p15.
Une fois les éléments rassemblés, l'implantation cervicale peut être réalisée en moins de dix minutes, selon la complexité de l'intervention chirurgicale.
Consultez la transcription complète et accédez à des milliers de vidéos scientifiques
Aperçu
Cet article présente une nouvelle technique d'enregistrement de l'électroencéphalographie (EEG) chez des petits canins épileptiques néonatals se déplaçant librement. La méthode permet des enregistrements EEG stables durant plus d'une semaine, facilitant ainsi l'étude de l'épilepsie néonatale.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Électrophysiologie
- Épilepsie néonatale
Contexte
- L'enregistrement d'EEG chez les rats nouveau-nés est difficile en raison de leur nature délicate.
- Des dispositifs d'électrodes stables sont essentiels pour obtenir des données de qualité.
- Cette méthode permet de répondre à des questions fondamentales en neurosciences.
- Elle aide au diagnostic des troubles neuropathologiques.
Objectif de l'étude
- Développer une méthode fiable d'enregistrement de l'EEG chez les rats néonatals.
- Approfondir la compréhension de l'épilepsie néonatale.
- Fournir un outil permettant la surveillance à long terme de l'activité cérébrale.
Méthodes utilisées
- Dispositif électrode novateur permettant des enregistrements EEG stables.
- Enregistrement chez des ratons néonatals libres de leurs mouvements âgés de p8 à p15.
- Assurer une manipulation soigneuse des sujets pendant la procédure.
- Utilisation de contacts à broches pour l'interface de signal avec les dispositifs de communication.
Résultats principaux
- Des signaux EEG de haute qualité et stables ont été enregistrés pendant plus d'une semaine.
- La méthode s'est révélée efficace pour l'étude de l'épilepsie néonatale.
- A permis le diagnostic de divers troubles neuropathologiques.
- A démontré la faisabilité d'une surveillance EEG à long terme chez des sujets néonatals.
Conclusions
- La technique novatrice constitue une avancée majeure dans l'enregistrement des EEG.
- Elle ouvre de nouvelles voies de recherche dans l'épilepsie néonatale.
- Des études futures pourront exploiter cette méthode afin d'obtenir des connaissances plus approfondies sur l'activité cérébrale.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour le secteur industriel
L’enregistrement de l’EEG chez des ratons néonatals libres de mouvement permet une surveillance longitudinale de l’activité cérébrale dans les modèles de maladies, soutenant la validation des cibles et la réduction des risques mécanistiques en recherche sur l’épilepsie. Cette méthode fournit des données électrophysiologiques quantitatives qui renforcent la fiabilité prédictive des études précliniques des troubles neurologiques. En stabilisant les interfaces des électrodes pendant plus d’une semaine, elle réduit la variabilité technique et améliore la reproductibilité à travers les flux de travail de découverte.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques en capturant les décharges épileptiques spontanées et induites in vivo.
- Valeur opérationnelle : Soutient la validation fonctionnelle de cibles grâce à des signaux EEG stables et de haute fidélité dans des systèmes pertinents pour la maladie.
- Valeur prédictive : Facilite l'analyse dose-réponse et l'identification de biomarqueurs pour des décisions d'orientation (go/no-go) dans la découverte de médicaments contre l'épilepsie.
Développement de tests et de criblages
- Prêt de l'essai : Prépare des systèmes biologiques validés pour le criblage de composés avec des sorties EEG quantifiables.
- Reproductibilité : Normalise l'implantation des électrodes et l'acquisition des signaux afin de minimiser la variabilité inter-individuelle.
- Extensibilité : Permet la réutilisation de la plateforme sur des modèles de rongeurs néonatals et adultes pour des études sur l'épilepsie et les troubles neurologiques.
Recherche translationnelle et préclinique
- Pertinence pour la maladie : Modélise l'épilepsie néonatale par induction à l'acide kainique, permettant l'étude des motifs EEG ictaux et interictaux.
- Continuité translationnelle : Assure le passage de la découverte à la validation préclinique en fournissant des critères d'évaluation électrophysiologiques cohérents.
- Progrès ajusté au risque : Permet une détection mécanistique des risques grâce au suivi longitudinal de la progression des crises et de la récupération.
Intégration des pipelines et des flux de travail
La méthode s'intègre dans la continuité de la découverte, depuis la vérification d'hypothèses en phase initiale jusqu'à l'optimisation du composé candidat et la validation préclinique, en particulier pour les cibles liées à l'épilepsie et aux troubles neurologiques.
- Biologie de la découverte : Facilite la clarification des voies biologiques et la réduction des risques biologiques en quantifiant la charge épileptique électrographique ainsi que l'activité cortico-hippocampique.
- Tri : Fournit des systèmes prêts à l'essai avec des enregistrements EEG stables et à long terme, adaptés à l'évaluation des effets des composés.
- Analytique : Permet l'analyse du spectre de puissance et le calcul de l'amplitude quadratique moyenne afin de comparer l'activité cérébrale spécifique aux fréquences selon différentes conditions.
- Recherche translationnelle : Relie les phénotypes EEG à des biomarqueurs cliniques de l'épilepsie, contribuant à l'harmonisation et à la validation des biomarqueurs.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place une capacité d'électrophysiologie réutilisable pour des modèles rongeurs néonatals et adultes dans divers programmes de découverte en neurosciences.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive en réduisant l'ambiguïté mécanistique des modèles d'épilepsie grâce à une surveillance EEG stable et de longue durée.
- Valeur opérationnelle : Renforce la standardisation et la reproductibilité par une configuration d'électrodes fiable et peu coûteuse utilisant des broches informatiques et une fixation au cyanoacrylate.
- Valeur stratégique : Améliore l'efficacité du capital en permettant des enregistrements d'une semaine chez des animaux libres de leurs mouvements, réduisant ainsi la nécessité de chirurgies répétées.
- Impact sur le portefeuille : Éclaire la priorisation ajustée au risque en fournissant des critères d'évaluation électrophysiologiques objectifs pour les décisions d'orientation (go/no-go) dans le développement de médicaments contre l'épilepsie.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en manipulation de rongeurs néonatals, en chirurgie stéréotaxique et en acquisition de signaux électrophysiologiques.
- Dépend d'instruments tels que l'appareil stéréotaxique, des amplificateurs, des convertisseurs analogique-numérique et des logiciels de traitement de signaux.
- Exige une standardisation inter-équipes de la préparation des électrodes, de la profondeur d'implantation et de la viscosité du ciment dentaire afin d'assurer la stabilité du signal.
- Implique des adaptations selon les souches de rongeurs, les âges et les cibles cérébrales autres que l'hippocampe et le cortex préfrontal.
- Est limité par le niveau de compétence technique requis pour maintenir l'intégrité de l'interface électrode-tissu pendant des périodes d'enregistrement prolongées.
