Name: Enregistrements EEG non invasive de bouger librement des porcelets (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 5 s
Description: Apprenez l'enregistrement EEG télémetrique non invasif chez des porceaux en mouvement libre sans sédation. Cette méthode permet d'observer les patterns de sommeil non-REM et d'évaluer le développement cortical.

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Nous tenons à remercier Helmut Scheu pour l’occasion de diriger nos recherches dans la porcherie au Hofgut Neumühle.

Toutes les procédures ont été approuvées par le Comité d’éthique local (#23177-07/G10-1-010/G 15-15-011) et suivi les européennes et les réglementations nationales allemandes (communautés Directive du Conseil européen, 86/609/CEE ; Tierschutzgesetz).
Toutes les procédures d’animaux ont été effectuées selon le centre médical du règlement du Comité de protection des animaux de la Johannes-Gutenberg-Universität Mainz.
1. le programme d’installation
<ol><li>Avant l’expérience, recherchez n’importe quel bruit de ligne et de trouver un emplacement adéquat pour le montage et l’antenne. Bruit de ligne apparaît sous forme d’une sinusoïde de 60 ou 50 Hz. Remarque : Le placement de l’antenne et surtout la distance entre l’émetteur et le récepteur dépend de la puissance d’émission du système. Le système utilisé ici est réglable. Il a été réglé à une puissance relativement faible, avec une portée de transmission environ 3 m. En outre, les clôtures métalliques dans la porcherie peuvent atténuer le signal et provoquer des perturbations. Dans ce cas, il est nécessaire de placer l’antenne à l’intérieur de la cage métallique.</li>
	<li>Utiliser un enrouleur de câble pour fournir la mise en place avec une alimentation électrique. Connecter l’ordinateur portable, le récepteur et le convertisseur analogique-numérique (si nécessaire) pour le système de télémétrie spécifique qui est utilisé. NOTE : Le système de télémétrie utilisé ici envoyé des données numériques au récepteur. Cela peut être différent pour d’autres systèmes.</li>
	<li>Placer les électrodes, les adhésifs, les Q-tips et les lingettes, ainsi que les blocs de mélange, sur une table séparée.</li>
	<li>Préparer les électrodes avec des câbles courts. Pour ce faire, coupez les électrodes et souder à nouveau avec une durée aussi courte que possible, selon la taille de l’animal. Les câbles doivent être assez longues pour connecter les postes d’enregistrement désiré sur la tête avec l’appareil télémétrique de EEG, transmission des données. Les câbles trop longs doivent être recula et recouvert d’élastomère de silicone adhésif de peau. Des câbles plus longs qui doivent être recula faire le patch silicone plus gros et plus lourd.</li>
</ol>2. Porcinet
<ol><li>Attraper un porcelet en saisissant il à la jambe ou au thorax. Tenir et être au courant d’une défécation ou de miction.</li>
	<li>Le cas échéant, marquer le cochon de lait avec un certain nombre.</li>
	<li>Enveloppez le porcelet dans une serviette. Le cochon de lait se calmera. Soyez conscient de la surchauffe du porcelet.</li>
	<li>Tenez le porcelet avec une main à l’organisme ou l’avant-bras. Utilisez l’autre main pour tenir le museau. Être conscient de la surchauffe du porcelet et assurez-vous qu’il est libre de respirer correctement.</li>
</ol>3. les électrodes
<ol><li>Demander une seconde personne d’associer les électrodes.</li>
	<li>Nettoyer la peau de la saleté avec l’eau ou l’éthanol. Si nécessaire, raser la tête.</li>
	<li>Enlever les cellules mortes de la peau avec un gel EEG abrasif et un coton-tige. Retirer le gel abrasif par la suite. Vous pouvez également utiliser du papier de verre.</li>
	<li>Fixer les électrodes autocollantes à l’endroit désiré. Placer l’électrode de terre au-dessus du cervelet (entre les oreilles) et l’électrode de référence sur le nez. Placer l’électrode d’enregistrement à l’endroit désiré. Remarque : dans ce cas, un enregistrement unipolaire a été effectué, car la référence a été placée dans une position neutre (nez). Il n’y a pas de système normalisé disponible pour les porcelets jusqu'à présent. Ici, un poste d’enregistrement pariétal a été utilisé (entre le œil et l’oreille) sur l’hémisphère droit du cerveau.</li>
	<li>Connectez les câbles de l’appareil de télémesure. Allumez l’appareil. Selon le système de télémétrie utilisé, cela pourrait être un interrupteur magnétique ou un signal de réveil radio fréquence.</li>
	<li>Couvrir l’appareil de télémesure et tous les câbles ainsi que tous les électrodes avec le caoutchouc de silicone adhésif bi-composant peau (voir Table des matières). En mélangeant des quantités égales des deux composants, le temps de durcissement sera de l’ordre de 1 min. yeux et cils ne devraient pas être couvertes avec le caoutchouc.</li>
	<li>Attendez que le caoutchouc de silicone est complètement guéri.</li>
	<li>Replacez le porcelet dans la porcherie.</li>
	<li>Observer le cochon de lait pour voir si elle montre des signes d’inconfort sur une longue période de temps (plusieurs minutes).</li>
</ol>4. mesure
<ol><li>Attendez que le porcelet a récupéré et commence à synchroniser son comportement avec celui de ses frères et sœurs (alimentation, jouer, dormir), habituellement au bout de 30 s (Figure 1).</li>
	<li>Attendez que les phases de sommeil, si vous le souhaitez. La durée d’enregistrement dépend de la question scientifique spécifique. Ici, les sessions d’enregistrement de 10 min ont été utilisées.</li>
	<li>Si l’appareil de télémétrie est couvert par plus de 2 autres porcelets, le signal peut être trop faible pour le récepteur. Poussez doucement les porcelets loin si ils dorment sur le dessus. Être conscient de l’ÉT ; Il peut réagir de façon agressive.</li>
	<li>Lancer l’enregistrement avec le logiciel d’acquisition de données (voir la Table des matières).</li>
</ol>5. finition
<ol><li>Après l’enregistrement (généralement plusieurs heures), catch le cochon de lait à nouveau comme a été décrit à l’étape 2. Être conscient de l’ÉT ; Il peut réagir de façon agressive.</li>
	<li>Soulevez doucement le caoutchouc de silicone à un bord. Ensuite, retirez le patch entier de caoutchouc de silicone contenant les électrodes et l’appareil de télémesure. Soyez prudent avec les yeux du porcelet.</li>
	<li>Replacez le porcelet dans la porcherie.</li>
</ol>

<ol><li>Conrad, M. S., Sutton, B. P., Dilger, R. N., Johnson, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vivo+three-dimensional+magnetic+resonance+imaging-based+averaged+brain+collection+of+the+neonatal+piglet+%28Sus+scrofa%29%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">An in vivo three-dimensional magnetic resonance imaging-based averaged brain collection of the neonatal piglet (Sus scrofa).</a> PLoS ONE. 9 (9), e107650(2014).</li>
<li>de Camp, N. V., Hense, F., Lecher, B., Scheu, H., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Models+for+preterm+cortical+development+using+non+invasive+clinical+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Models for preterm cortical development using non invasive clinical EEG.</a> Translational Neuroscience. 8, 211-224 (2017).</li>
<li>Lapray, D., Bergeler, J., Dupont, E., Thews, O., Luhmann, H. J. A novel telemetric system for recording brain activity in small animals. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/profile/Oliver_Thews/publication/229035898_A_novel_telemetric_system_for_recording_brain_activity_in_small_animals/links/02e7e516666923d52e000000/A-novel-telemetric-system-for-recording-brain-activity-in-small-animals.pdf">Telemetry: Research, Technology and Applications</a>. Barculo, D., Daniels, J. , Nova Science Publishers. 195-203 (2009).</li>
<li>Kim, D., Yeon, C., Kim, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+experimental+validation+of+a+dry+non-+invasive+multi-channel+mouse+scalp+EEG+sensor+through+visual+evoked+potential+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Development and experimental validation of a dry non- invasive multi-channel mouse scalp EEG sensor through visual evoked potential recordings.</a> Sensors. 17, 326(2017).</li>
<li>Moshayedi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+glial+cell+mechanosensitivity+and+foreign+body+reactions+in+the+central+nervous+system%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The relationship between glial cell mechanosensitivity and foreign body reactions in the central nervous system.</a> Biomaterials. 35, 3919-3925 (2014).</li>
<li>Barrese, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Failure+mode+analysis+of+silicon-based+intracortical+microelectrode+arrays+in+non-human+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Failure mode analysis of silicon-based intracortical microelectrode arrays in non-human primates.</a> Journal of Neural Engineering. 10, 066014(2013).</li>
<li>Hellström-Westas, L., Rosén, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroencephalography+and+brain+damage+in+preterm+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Early+Human+Development%22%5BJournal%5D)">Electroencephalography and brain damage in preterm infants.</a> Early Human Development. 81, 255-261 (2005).</li>
<li>Lloyd, R. O., Goulding, R. M., Filan, P. M., Boylan, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overcoming+the+practical+challenges+of+electroencephalography+for+very+preterm+infants+in+the+neonatal+intensive+care+unit%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Paediatrica%22%5BJournal%5D)">Overcoming the practical challenges of electroencephalography for very preterm infants in the neonatal intensive care unit.</a> Acta Paediatrica. , 152-157 (2015).</li>
<li>Clancy, B., Finlay, B. L., Darlington, R. B., Anand, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extrapolating+brain+development+from+experimental+species+to+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotoxicology%22%5BJournal%5D)">Extrapolating brain development from experimental species to humans.</a> Neurotoxicology. 28, 931-937 (2007).</li>
<li>Iyer, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+burst+dynamics+predict+clinical+outcome+early+in+extremely+preterm+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Cortical burst dynamics predict clinical outcome early in extremely preterm infants.</a> Brain. 138, 2206-2218 (2015).</li>
<li>Luhmann, H., de Camp, N., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+brain+activity+in+preterms%3A+mathematics+helps+to+predict+clinical+outcome%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Monitoring brain activity in preterms: mathematics helps to predict clinical outcome.</a> Brain. 138, 2114-2125 (2015).</li>
<li>Dragomir, A., Akay, Y., Curran, A. K., Akay, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complexity+measures+of+the+central+respiratory+networks+during+wakefulness+and+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Complexity measures of the central respiratory networks during wakefulness and sleep.</a> Journal of Neural Engineering. 5, 254-261 (2008).</li>
<li>Peever, J., Fuller, P. M. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29161567">The biology of REM sleep.</a> Current Biology. 27, R1237-R1248 (2017).</li>
<li>Robert, S., Dallaire, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polygraphic+Analysis+of+the+sleep-wake+states+and+the+REM+Sleep+periodicity+in+domesticated+pigs+%28Sus+scrofa%29%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">Polygraphic Analysis of the sleep-wake states and the REM Sleep periodicity in domesticated pigs (Sus scrofa).</a> Physiology & Behavior. 37 (2), 289-293 (1986).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Une étape cruciale dans le protocole est le contact avec la peau adéquate avec les électrodes, en particulier l’électrode de terre, pour réaliser des enregistrements stables avec peu de bruit. En outre, puisque les porcelets sont très agiles, il est important couvrir l’ensemble du système avec le caoutchouc de silicone pour protéger les électrodes et l’appareil de télémesure. En outre, si les expériences sont réalisées dans une écurie avec un plancher latté, soyez prudent avec les petits appareils ou connecteurs.
<p ...

Porcelets sont un système de modèle émergent pour les neurosciences1. Afin de renforcer la recherche translationnelle, nous avons inventé une méthode pour enregistrer l’EEG non invasif, clinique de porcelets effrénée2 (Figure 1 et Figure 2). Deux conditions préalables pour une utilisation translationnelle des enregistrements EEG, au sujet de l’EEG motifs liés à la maturation corticale, sont une méthode non invasive, comparable au milieu clinique et l’abstinence de sédatifs ou d’anesthésie. La télémétrie un canal système3 en combinaison avec électrodes autocollantes peut être fixé à environ 5 min. par la suite, les porcelets seront récupérer rapidement de la procédure de gestion et de synchroniser leur alimentation et sommeil comportement à celui de l’autre porcelets et la truie.
Bien qu’il y a déjà des tentatives d’utilisation des enregistrements EEG non invasif de sédation animaux4, la plupart des études électroencéphalographie d’animaux sont menées avec des méthodes invasives. Ces méthodes présentent des effets secondaires des processus inflammatoires autour de l’implanté des électrodes5,6 et, dans la plupart des cas, ils nécessitent une séparation sociale des animaux due à des composants externes du système EEG implanté. Par conséquent, la traduction de ces données dans le contexte clinique est difficile. La nécessité d’approches translationnelles devient clairement par le fait qu’on ne sait toujours pas comment une maturation du cerveau « normal » pendant le début du développement cortical est représentée par l’électroencéphalographie clinique, non invasif,7. Cette lacune est causée par les difficultés techniques associées aux enregistrements EEG de naissances prématurées babies8. Dans systèmes de modèles animaux, modèles de développement cortical précoce sont plus accessibles, étant donné que la plupart des animaux sont nés avec un cerveau « prématuré » en comparaison du développement cortical humain9. Outre les modèles conservés du développement cortical ensemble espèces2, il a récemment été démontré qu’enregistrements EEG de bébés prématurés peuvent également prédire l’issue clinique individuelle pendant plus tard la vie10,11. La méthode décrite ici est particulièrement utile pour les aspects translationnelles des neurosciences du développement.

<table><tbody><tr><td>Électrodes adhésives jetables surface argent/chlorure d’argent</td><td>Spes Medica S.r.l., Gênes, Italie</td><td></td><td>Électrode hydrogel auto-adhésive</td></tr><tr><td>Abralyt HiCl</td><td>Easycap GmbH</td><td></td><td>Crème</td></tr><tr><td>abrasive Corps Double fast</td><td>Smooth On Inc.</td><td></td><td>Adhésif cutané silicone</td></tr><tr>Système <td></td><td></td><td>de télémétrie</td><td>Développement interne</td></tr><tr><td>Picolog 1216</td><td>Pico Technology</td><td></td><td>Convertisseur AD</td></tr><tr><td>Ordinateur portable</td><td>Panasonic</td><td></td><td>Rugged</td></tr><tr><td>laptop Récepteur</td><td></td><td></td><td>Développement interne</td></tr></tbody></table>

enregistrements eeg non invasive de bouger librement des porcelets

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

La méthode permet l’enregistrement de haute qualité électroencéphalogrammes (EEG) de bouger librement des porcelets directement dans la porcherie. Nous utilisons un système d’électroencéphalographie télémétrique monocanal en combinaison avec des électrodes standard hydrogel auto-adhésives. Les porcelets sont calmés sans l’utilisation de sédatifs. Après leur libération dans la porcherie, les porcelets se comportent normalement, ils boivent et dorment dans le même cycle que leurs frères et sœurs. Leurs phases de sommeil sont utilisés pour les enregistrements EEG.

Nous avons été en mesure d’enregistrer des profils typiques de EEG associés avec non - sommeil paradoxal, comme broche rafales ou brosses delta, de bouger librement les porcelets (Figure 1 et Figure 2). Nous étaient surtout intéressés par les modèles représentatifs pendant non - sommeil paradoxal, mais les phases de sommeil de REM-comme12 avec une très faible amplitude ont également été enregistrées (<stro...

Ici, nous présentons un protocole Records télémétriques électroencéphalogrammes (EEG) de bouger librement des porcelets directement dans la porcherie sans l’utilisation d’un sédatif, ce qui permet d’enregistrer patrons EEG typiques pendant non - sommeil paradoxal, comme axe éclate.

Enregistrements EEG non invasive de bouger librement des porcelets

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine des neurosciences sur le développement cortical. Le principal avantage de cette technique est que les animaux n’ont pas besoin d’être sédatifs. En général, les individus qui ne connaissent pas cette méthode auront du mal parce que les animaux sont manipulés lorsqu’ils sont éveillés et que l’expérimentateur doit travailler rapidement.Avant de commencer l’expérience, trouvez un emplacement adéquat pour l’installation. Utilisez un tambour de câble pour alimenter la configuration en alimentation par ligne et connectez l’ordinateur portable, le récepteur et le convertisseur analogique-numérique si nécessaire pour le système de télémétrie spécifique utilisé. Placez les électrodes, les adhésifs, les cotons-tiges, les lingettes, les blocs de mélange, le papier de verre et l’abrasif sur un espace séparé, puis coupez et soudez les électrodes à une longueur aussi courte que possible, en fonction de la taille de l’animal.Les câbles doivent être suffisamment longs pour relier les positions des électrodes d’enregistrement sur la tête de l’animal à l’unité EEG télémétrique pour la transmission des données. Lorsque tout le ma

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