Un protocole rentable et peu invasif pour l’enregistrement chronique d’électroencéphalographie multisite chez des souris se déplaçant librement

Ce protocole permet des enregistrements EEG de souris de haute qualité, peu rentables, peu invasifs, rendant la surveillance neuronale à long terme accessible pour la recherche préclinique. Les principaux défis de l’enregistrement EEG chronique sont l’instabilité des implants et la longévité du calotton de tête, la dégradation du signal, l’analyse massive des données et l’inaccessibilité des systèmes commercialisés coûteux. Pour commencer, utilisez une prise USB type B femelle à cinq broches et soudez-la avec un fil en iridium platine de 0,003 pouce.

N’utilisez pas la quatrième broche, car c’est la broche de masse, et utilisez plutôt les quatre autres broches pour connecter les électrodes. Pliez les broches d’environ 45 degrés et enroulez les fils autour de chaque broche deux fois pour assurer une connexion solide qui ne se détachera pas. Maintenant, appliquez une petite quantité de pâte de flux à résine de soudure sur chaque broche pour nettoyer la surface et assurer une soudure efficace.

Ensuite, placez un petit morceau de fil de soudure sur chaque broche. À l’aide d’un fer à souder, faites fondre le fil de soudure pour fixer définitivement le fil d’iridium en platine aux broches. Après confirmation de l’anesthésie profonde, commencez le ventilateur à oxygène à l’isoflurane sur le nez à un taux de 1,5 % de volume par volume.

Maintenant, injectez à la souris du carprofène à cinq milligrammes par kilogramme pour réduire l’inflammation et la douleur. Injectez de la dexaméthasone à 0,1 milligramme par kilogramme par voie intramusculaire pour réduire l’inflammation et le gonflement du cerveau. Appliquez une pommade pour les yeux afin d’éviter que les yeux ne sèchent pendant l’anesthésie.

Après avoir retiré la fourrure, nettoyez le côté incisif du crâne avec 70 % d’éthanol, puis des tampons d’iode tout en suivant une technique septique. Ensuite, utilisez un scalpel pour faire une incision nette unique au centre de la tête. Coupez autour de l’incision pour exposer le site d’implantation de l’électrode, afin de garantir que les muscles ne soient pas exposés.

Lavez la surface du crâne avec une solution de chlorure de sodium à 0,9 %. Séchez la surface et frottez le crâne avec des coton-tiges trempées dans du peroxyde d’hydrogène. Utilisez un scalpel pour retirer tout tissu conjonctif restant sur l’os.

Après une minute, lavez à nouveau la surface avec une solution de chlorure de sodium à 0,9 % et séchez avant de forer. Utilisez une perceuse dentaire pour rugueux la surface du crâne afin de favoriser l’adhérence acrylique. Mesurez et marquez les sites d’implantation de l’électrode en position antérieure/postérieure, plus deux et moins quatre, ainsi que les positions latérales médiales, plus ou moins 1,5.

Perçez la surface du crâne avec des perceuses de 1,4 millimètre et insérez quatre vis osseuses de 1,5 millimètre dans les sites percés à l’aide de tournevis de précision. Assurez-vous que les vis ne touchent que la surface et n’entrent pas dans le cerveau. Enroulez les fils du connecteur USB autour de chaque vis deux à quatre fois et coupez tout fil en excès.

Appliquez une petite goutte de super glue sur le dessus de chaque vis et laissez sécher pour renforcer la connexion. Assurez-vous que le connecteur est positionné au centre du crâne sans toucher le crâne ou les électrodes. Ensuite, construisez lentement la tête à l’aide de cyanoacrylate, en appliquant de fines couches pour éviter la surchauffe de l’os.

À l’aide de ciment dentaire, fixez une grande vis sur la surface plane du connecteur pour faciliter la branche du câble USB. Laissez sécher la calotte au moins deux minutes avant de retirer la souris de la phase stéréotaxique. Placez la souris sur une bouillotte et observez-la pendant 24 heures.

Traiter la souris avec du carprofène à cinq milligrammes par kilogramme toutes les 12 heures pendant sept jours. Attendez deux semaines pour laisser l’os croître à l’interface acrylique avant de procéder à l’électroencéphalographie ou à l’enregistrement EEG. Enregistrez le signal EEG de chaque souris pendant une heure, incluant 30 minutes avant le traitement au pentylénetrézole et 30 minutes après l’administration de 20 milligrammes par kilogramme de pentylénétrétrazole.

Branchez le câble USB dans le connecteur de la souris. Reliez le câble USB à un amplificateur à courant alternatif différentiel à l’aide de pinces crocodil. Réglez le gain à 10 000 et filtrez entre 0,1 et 250 hertz.

Échantillonner le signal d’électroencéphalographie à 1 000 hertz. Enregistrez les sorties de l’amplificateur simultanément sur l’ordinateur et affichez les signaux en temps réel sur l’oscilloscope. Connectez les sorties de l’amplificateur à un périphérique USB d’acquisition de données et de conditionnement de signal connecté à l’ordinateur.

Enfin, enregistrez le signal EEG à l’aide du code Python et filtrez-le entre 0,1 hertz et 250 hertz et visualisez les données. Des électrodes ont été implantées chez 20 souris de fond C57BL/6J, dont cinq de type sauvage avec un taux de survie postopératoire de 85 % maintenu jusqu’à six mois après l’opération. Les enregistrements EEG ont capturé des changements électrophysiologiques induits par le pentylénétrétrazole, comme le montre un nombre accru de décharges interictales chez la souris après l’injection de pentylénetrazole.

L’amplitude des décharges interictales après injection de pentylène tétrazole était visiblement plus élevée sur trois électrodes différentes, comme le montrent les traces EEG représentatives. Notre étude a établi un système EEG simple et stable chez des souris en mouvement libre, montrant des enregistrements fiables à long terme lors des décharges sérigraphiques claires. Ce protocole fait progresser les neurosciences en fournissant des enregistrements EEG à long terme accessibles chez des rongeurs en mouvement libre, soutenant des études plus larges sur les troubles cérébraux et les thérapies.

Les recherches futures porteront sur l’affinage de la conception des électrodes, l’expansion des enregistrements multi-régions, et l’intégration de l’EEG avec des manipulations comportementales, pharmacologiques et génétiques.