הקלטות פוטנציאליות אלקטרואנצפלוגרפיות ומקומיות בו-זמנית בחולדה מורדמת

תקציר

מקור: Kang, S., et al. Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent. J. Vis. Exp. (2017).

סרטון זה מדגים את ההליך להקלטות בו-זמניות של אלקטרואנצפלוגרפיה מקומית (EEG) ופוטנציאלי שדה מקומיים (LFPs) בחולדה מורדמת. התהליך כולל הכנת החולדה והצמדת אלקטרודות מעוררות לכריות השפם שלה. אלקטרודת עכביש EEG ממוקמת על גולגולת החולדה לצורך מדידות EEG על פני השטח. במקביל, מיקרואלקטרודה רב-ערוצית מוחדרת לאזור מסוים במוח דרך חור בגולגולת כדי לרשום פעילות עצבית מאזור מקומי במוח.

פרוטוקול

כל הנהלים הנוגעים למודלים של בעלי חיים נבדקו על ידי הוועדה המוסדית המקומית לטיפול בבעלי חיים ועל ידי ועדת הבדיקה הווטרינרית JoVE.

1. הגדרת EEG/LFP מותאמת לשפות אחרות

1. נקו וייבשו את הגולגולת המקיפה את חור הבור באמצעות צמר גפן.
2. הניחו בזהירות את משחת ה-EEG המוליכה על צד שטוח אחד של אלקטרודת עכביש EEG. השאירו חור קטן נקי ממשחת EEG על אלקטרודת העכביש כדי לאפשר למיקרואלקטרודה רב-למינרית לעבור דרך החור מבלי ליצור מגע עם העיסה ואלקטרודת העכביש. פעולה זו מונעת מגע חשמלי בין אלקטרודת ה-EEG לבין המיקרואלקטרודה.
3. יישרו את אלקטרודת העכביש לחור הבור בגולגולת, כאשר משחת ה-EEG פונה אל הגולגולת.
4. לחץ בזהירות על אלקטרודת העכביש על הגולגולת, תוך יצירת מגע חזק עם הגולגולת באמצעות משחת EEG. הסר כל משחה המסתירה את חור הבור באמצעות מחט על מזרק.
5. הסירו משחת EEG עודפת מעבר לשוליים של אלקטרודת העכביש כך שהמגע בין אלקטרודת העכביש לגולגולת יהיה מוגבל מרחבית לגודל האלקטרודה (איור 1B).
6. יש למרוח את הדבקת EEG על אלקטרודת הייחוס של ה-EEG ולמקם אותה היטב בתוך החתך בחלק האחורי של צוואר החולדה.
7. חברו את אלקטרודות ה-EEG לקדם-מגבר באמצעות מפצל אותות פסיבי עבור אותות בעלי עכבה נמוכה (איור 2). ודא שהעכבה של אלקטרודת העכביש נמוכה מ- 5 kΩ. אם לא, בדקו שמשחת ה-EEG נמצאת במגע טוב עם הגולגולת והאלקטרודה נלחצת היטב למשחת ה-EEG. הוסף עוד משחת EEG במידת הצורך.
8. הרכיבו זרוע מיקרומניפולטור על המסגרת הסטריאוטקסית. חבר מיקרואלקטרודה ליניארית בת 16 ערוצים (מרווח של 100 מיקרומטר, שטח של כל אתר 177 מיקרומטר²) לבמת ראש חריפה בת 16 ערוצים המוצמדת היטב לזרוע המיקרומניפולטור.
9. מרחו את הדבק EEG על אלקטרודות הייחוס של ה-EEG והמיקרואלקטרודה, ואז הניחו אותן היטב בתוך החתך (איור 1A).
10. התאם את זווית זרוע המיקרומניפולטור כך שהמיקרואלקטרודה תהיה בניצב למשטח קליפת המוח. זווית זו היא בדרך כלל בין 25-35 °.
11. הורידו את המיקרואלקטרודה מתחת למיקרוסקופ על ידי סיבוב ידיות המיקרומניפולטור כך שקצה המיקרואלקטרודה מכוון לפתח הזעיר בתחתית חור הבור עד שהאלקטרודה העליונה פשוט חודרת את פני השטח של קליפת המוח. יש להקפיד להימנע מלאלץ את המיקרואלקטרודה על פני השטח של הדורה מכיוון שהדבר ישבור את האלקטרודה.
12. חברו את המיקרואלקטרודה בת 16 הערוצים לקדם-מגבר שמחובר ליחידת איסוף נתונים באמצעות כבל סיב אופטי (איור 2).
13. הפעל את המגבר, את יחידת איסוף הנתונים ואת המחשב המחובר ליחידה. הפעל את תיבת הגירוי.
14. הכנס את המיקרואלקטרודה בדרך כלל למשטח קליפת המוח על ידי סיבוב איטי של ידית ציר z של המיקרומניפולטור לעומק של 1,500 מיקרומטר.
15. כוונן את העומק במיקרו על ידי הפעלת רכבת גירוי על כרית השפם והתבוננות ב- LFP מעורר 16 ערוצים על צג מחשב באמצעות התוכנה של יחידת רכישת הנתונים המותקנת במחשב. סובב בזהירות את ידית ציר z על המיקרומניפולטור עד שהמשרעת הגבוהה ביותר של ה- LFP המעורר מתרחשת סביב ערוץ 7 (מכיוון שזה עולה בקנה אחד עם שכבה IV בקליפת המוח).
    הערה: מערך אלקטרודות EEG IPSI-lateral: עבור ניסויים מסוימים, אלקטרודת עכביש שנייה הונחה בצד ipsi-lateral של הגולגולת השלמה מעל קליפת המוח של הקנה. מערך זה איפשר רישום EEG דו-צדדי במהלך מצב המנוחה כדי לחקור את השפעת חור הבור על אות ה- EEG.
    הערה: ההליך הכירורגי להתקנת אלקטרודת EEG זהה לזה שתואר לעיל, אלא שהשריר הרקתי בכל צד של הראש הופרד בזהירות מהגולגולת, נתפר לאחור ונקשר היטב לצד המתאים של המסגרת הסטריאוטקסית.
    הערה: מערך ה-EEG/LFP המקביל זהה גם הוא לזה שתואר לעיל, עם שלב נוסף שבו אלקטרודת עכביש שנייה נטענת במשחת EEG, ואז נלחצת בחוזקה לגולגולת שמעל קליפת המוח של הקנה האיפסי-לטרלי.

תוצאות

איור 1: הגדרה כללית להקלטת EEG/LFP בו-זמנית. (A) ההתקנה מורכבת מחרוט אף שונה כדי להקל על גירוי כרית השפם תחת הרדמה איזופלורנית, שתי אלקטרודות מעוררות המוחדרות לתוך כרית השפם, אלקטרודת עכביש הממוקמת על הגולגולת מעל קליפת המוח של החבית באופן קונטרה-לטרלי לאלקטרודות המעוררות, מיקרואלקטרודה רב-ערוצית המוחדרת לקליפת המוח של החבית דרך אלקטרודת העכביש, ואלקטרודות ייחוס הממוקמות בתוך חתך בחל...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
נקבות חולדות ליסטר הוד	צ'ארלס ריברס
אלקטרודת עכביש	Unimed אלקטרודה אספקה בע מ	SCS24-426
משחת EEG: Ten20	Unimed אלקטרודה אספקה בע מ	10-20 שניות
מחזיק סטריאוטקסי עם זרועות מיקרומניפולטור כפולות: מסגרת סטריאוטקסית מניפולטורית כפולה עם מוטות אוזניים 18°	WPI (מכשירים מדויקים עולמיים)	502603
אלקטרודות מעוררות נירוסטה	פלסטיק וואן	E363/1/SPC
ממריץ זרם מבודד	תוצרת בית
מיקרו-אלקטרודה של 16 ערוצים, מרווח של 100 מיקרומטר, שטח של כל אתר 177 מיקרומטר רבוע	נוירונקסוס	A1x16-10 מ"מ-100-177-A16
במה חריפה של 16 ערוצים	טאקר דיוויד טכנולוגיות בע"מ, TDT	RA16AC-Z
קדם-מגבר: Preamp נוירו-דיגיטציה של 64 ערוצים מסדרה Z	טי.די.טי	PZ5-64
מפצל אות פסיבי: תיבת ספליטר 32 ערוצים עבור PZ5	טי.די.טי	S-BOX_PZ5
יחידת איסוף נתונים: מעבד RZ2 BioAmp. מעבד Z-Series 4-DSP בעל ביצועים גבוהים במיוחד	טי.די.טי	RZ2-4
איזופלורן	National Vet Services Limited	50878
מערכת הרדמה איזופלורנית של בעלי חיים קטנים	WPI	EZ-B800A
כרית חימום תרמוסטטית: מערכת שמיכת חולדות 230V	מכשיר הרווארד בריטניה	50-7221-פ
משחה אופתלמית: סיכת עיניים Optixcare	ויובט	203865
כלוב פאראדיי	ניופורט קורפוריישן	VIS-FDC-3600
תחנת עבודה לבידוד רטט: Vision IsoStation	ניופורט קורפוריישן	M-VIS3660-RG4-325A
יחידת בקרה אוקסימטר וחיישן: MouseOxPlus, Starr Life Sciences קורפ.	WPI	O15001
חרוט אף רך שקוף: יחידת Microflex ללא נשימה חוזרת עם Nosecone חולדה	WPI	EZ-103A