הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

ניטור אלקטרואנצפלוגרפיה מתמשך לטווח ארוך בגור מכרסמים

825 צפיות

⸱

8 ביולי 2025

במאמר זה

תקציר

מקור: Zayachkivsky, A. et al. ניטור EEG רציף לטווח ארוך במודלים מכרסמים קטנים של מחלות אנושיות באמצעות מערכת המשדר האלחוטי Epoch. J. Vis. Exp. (2015)

הסרטון מדגים ניטור אלקטרואנצפלוגרפיה רציף ארוך טווח (EEG) בגורי מכרסמים באמצעות מערכת משדרים אלחוטית. המשדר מכיל שתי אלקטרודות הקלטה ואלקטרודת ייחוס אחת המשתרעת על פני השטח של המוח. עם הנחת הגור בתא הקלטה, ניתן לעקוב באופן רציף אחר EEG לאורך כל התפתחותו של הגור לבגרות.

פרוטוקול

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

1. הכנה כירורגית

  1. נקו והכינו את המשדר כדי להבטיח ניתוח בטוח וסטרילי. הסר את המשדר מאריזתו האנטי-סטטית ורסס או השרה 70% אתנול. יש לשטוף את המשדר במי מלח סטריליים ולהניח בין ספוגי כותנה סטריליים ספוגים במי מלח סטריליים או לשמור שקועים במי מלח סטריליים.
  2. לאסוף ולעקר את הכלים הדרושים לניתוח, autoclave קיטור לעיקור. ראה טבלת חומרים וריאגנטים לרשימת כלי הניתוח.

2. השתלה כירורגית

  1. מרדימים בעלי חיים ושומרים על הרדמה בהתאם לפרוטוקול המאושר על ידי IACUC. בתחילת הניתוח ובמהלכו יש לבדוק את רפלקס צביטת הבוהן כל 15 דקות. חוסר התגובה מצביע על רמת הרדמה מספקת.
    1. עבור גורים, יש להשתמש בהרדמה על ידי איזופלורן (4%) עם O2 (100%). למבוגרים, יש להשתמש בקטמין (100 מ"ג/ק"ג) עם קסילזין (10 מ"ג/ק"ג).
  2. תקן מיקום במסגרת סטריאוטקסית. הניחו את קצות מוטות האוזן בתוך הבשר השמיעתי. אין להדק יתר על המידה את מוטות האוזניים מכיוון שהגולגולת רכה מאוד אצל גורי חולדות צעירים. אבטחו את חרוט האף בהרדמה.
    1. שמור על חום החיה במהלך הניתוח על ידי הנחתו על כרית החימום המוגדרת ל -37 מעלות צלזיוס. בבעלי חיים בוגרים, להחיל משחה סיכה על העיניים של החיה.
  3. יש לעקר את אתר החתך ולשמור על שדה ניתוחי סטרילי.
    1. יש לספוג את הקרקפת עם שימושים מתחלפים של 70% אתנול ובטאדין. התחילו במרכז הקרקפת וצרו עיגולים קונצנטריים רחבים יותר ויותר.
    2. כסו את בעל החיים בווילונות ובצעו את הניתוח מעל בעל חיים עטוף. שמור על שדה הניתוח הסטרילי על ידי ריפוד מערך הניתוחים בווילונות סטריליים, ציוד ריסוס עם 70% אתנול.
    3. יש ללבוש כפפות כירורגיות סטריליות וחלוק (או לפי דרישת המוסד). כדי לסייע בשמירה על שדה סטרילי, השתמש בעוזר כירורגי.
  4. בצע חתך על הקרקפת של החיה מעט מאחורי העיניים לאורך קו האמצע, כ 2 ס"מ. יש לנקוט משנה זהירות בעת החדרת האזמל מכיוון שהגולגולת עדיין רכה מאוד אצל גורי חולדות צעירים. בצע חתך בודד כך שהחתך ידמם פחות ויחלים מהר יותר.
  5. לחשוף את הגולגולת. הכינו אזור נקי ויבש כדי למקסם את הקשר בין המשדר לעצמות הגולגולת. השתמשו בקליפסים למפרצת כדי לתפוס את הקרקפת.
    1. משכו בעדינות את הקרקפת מקו האמצע בארבע פינות. חפשו ציוני דרך אנטומיים כמו ברגמה ולמבדה בגולגולת. זכרו שעצמות גולגולת אינן מתמזגות אצל בעלי חיים בגיל זה. השתמש באטלס Paxinos של קואורדינטות סטריאוטקסיות כדי למצוא את המיקום הנכון עבור חור הבור.
  6. השתמש בכלי מסוג Dremel עם מקדח מסוג Burr. צור שני חורי בור במיקומי ההקלטה הרצויים כאשר החורים גדולים מקוטר של 300 מיקרומטר. הניחו את חור הבור עבור אלקטרודת הייחוס מעל המוח הקטן מאחורי הלמדא של הגולגולת.
  7. ודא שהחוטים במשדר מיושרים עם חורי הבור. אם חוטי האלקטרודות אינם מיושרים, זיהום דבק של האלקטרודות סביר, ויגרום לאות גרוע. כדי ליישר את החוטים, בדוק את התאמת המשדר וכופף בעדינות אלקטרודות כדי להתיישר מעל האתרים המיועדים לחורי בור.
  8. חתוך מוליכי אלקטרודות. השתמש מספריים כירורגיים כדי לחתוך את האלקטרודות לאורך הרצוי. עומק האלקטרודה חשוב לסוג ההקלטה הנדרשת לניסוי (כלומר, למקם את האלקטרודות מעל דורה עבור הקלטות EEG, או להשתמש בקואורדינטות סטריאוטקסיות עבור מבני מוח מוגדרים).
  9. יש למרוח בחופשיות ציאנואקרילט על בסיס המשדר כדי לכסות את האזור ולהקפיד להימנע מציפוי האלקטרודות. דבק ציאנואקרילט הוא מבודד חשמלי, זיהום אלקטרודות בדבק לא יגרום לקליטה.
    1. אם אתם מקליטים ממבנים עמוקים במוח, הרכיבו את המשדר על מחזיק הצינורית והניחו אותו בזרוע הסטריאוטקסית לשליטה על ציר z. מנמיכים את המשדר באמצעות הזרוע הסטריאוטקסית לעומק מתאים ומניחים ג'ל ציאנואקרילט סביב המשדר.
  10. יש לייבש היטב את הגולגולת לפני הנחת המשדר כדי להבטיח קשר דבק חזק. יש למרוח משדר מצופה ציאנואקרילט על הגולגולת. דאגו ליישר אלקטרודות עם חורי בור מתאימים.
    1. נסו להימנע מפגיעה במבנים וסקולריים מרכזיים. החזק את המשדר במקומו בלחץ קל למשך דקה. השתמש בלחץ קל כדי ליצור קשר חזק בין המשדר לבין הגולגולת.
  11. יש למרוח ציאנואקרילט נוסף, מספיק כדי לאטום לחלוטין את ממשק המשדר/גולגולת. כדי להבטיח התאמה טובה וקשר חזק, למקסם את שטח הפנים של הדבק שבא במגע עם הגולגולת. מרחו את דבק הציאנואקרילט במעגל סביב המשדר, וודאו שגם הגולגולת וגם דופן המשדר מכוסים.
  12. יש למרוח מאיץ כימי (0.1 מ"ל) דרך מזרק סביב הציאנואקרילט בבסיס המשדר המושתל. יש להשתמש במאיץ במשורה, תוך הקפדה שלא למרוח על רקמות סמוכות.
    הערה: האצה כימית של ריפוי ציאנואקרילט מבטיחה כי הקשר החזק בין המשדר לבין הגולגולת נוצר במהירות. מאיץ ציאנואקרילט שימושי לזירוז ריפוי דבק אך אינו הכרחי.
  13. הסירו את דוושת ההאצה על ידי שטיפת האזור ביסודיות במי מלח סטריליים. מאיץ ציאנואקרילט עלול לגרום לגירוי רקמות אם לא נשטף מאזור החתך. כדי לשטוף את האזור, למלא מזרק 1.0 מ"ל עם מלוחים סטריליים ולהשקות את האזור באמצעות מחט מזרק. בדרך כלל, 0.5 מ"ל של מלוחים מספיק כדי לשטוף את המאיץ.
  14. תפרו את העור סביב בסיס המשדר, אך אל תכסו את המשדר. החלק העליון של המשדר חייב להיות מעל העור כדי להעביר אותות עצביים ביעילות. העור צריך להיות מתוח במידה סבירה סביב המשדר והדבק סביב היחידה. השתמש Vicryl או תפר משי (חוט רך); העור אצל בעלי חיים לא בוגרים הוא רך וניזוק בקלות אם לא משתמשים בתפרים רכים. עבור בעלי חיים בוגרים, יש להשתמש בכל חומר תפירה.
  15. הסר את בעל החיים מהמסגרת הסטריאוטקסית והניחו על שמיכה מחוממת להתאוששות.
  16. ודא שבעלי החיים חמים (37 מעלות צלזיוס) ואמבולטוריים (כלומר, התאוששו לחלוטין) לפני שהם חוזרים לסכר. ודא כי בעל החיים הוא hydrated על ידי צביטת העור על הגב של החיה (אם החיה מיובשת, העור יישאר מעוות). אם בעל החיים מיובש, יש לתת הזרקה תת עורית של חיץ רינגר מונק. אין להשאיר את בעל החיים ללא השגחה עד שהוא חזר להכרה מספקת כדי לשמור על שכיבת עצם החזה.
    1. מתן buprenorphine (0.05 מ"ג / ק"ג) לבעלי חיים לטיפול בכאב לאחר הניתוח וזריקה תת עורית של 0.1 מ"ל bupivacaine סביב אתר ההזרקה.
      הערה: מתחילתו ועד סופו יש להשלים את כל ההליך תוך 5-10 דקות לבעלי חיים בגיל זה (יום 6 לאחר הלידה). זמן הניתוח עשוי להימשך זמן רב יותר עבור בעלי חיים מבוגרים.

3. טיפול ודיור

הערה: ייתכן שסכרים מסוימים לא יסבלו גורים שהושתלו עם המכשיר. ייתכן שיהיה צורך לבחור סכרים שהם סובלניים. מקובל שהסכר יזיז גורים סביב הכלוב על ידי הרמתם על ידי המשדר.

  1. לאחר שבעלי החיים נגמלו, שכנו אותם ביחידות כדי למנוע את הסרת המכשירים מחברם לכלוב.
  2. יש להרדים בעלי חיים על ידי מינון קטלני של פנטוברביטל (25 מ"ג/ק"ג) או איזופלורן (בצנצנת פעמון) כאשר קיימים סימני מצוקה.
  3. הערה: חלק מכלובי המגורים של בעלי חיים עם תוספות תיל עלולים להפריע למשדרים המושתלים. הקפד לבדוק את גובה הכנסת החוט כדי לוודא שבעלי חיים אינם יכולים לתפוס את המשדר בין 'הסורגים' של כניסת החוט.

4. הקלטת EEG

  1. הניחו את בעל החיים בכלוב לבדו או במגורים משותפים עם המלטות והסכר. עם זאת, הניחו רק בעל חיים מושתל אחד בכלוב אחד. אין להשאיר גורים לבד בתא ההקלטה למשך יותר משעתיים. יש לעקוב אחר בעלי החיים לאיתור סימני מצוקה והתייבשות.
  2. חבר את ספק הכוח שסופק לבסיס המקלט וודא שנורית ההפעלה דולקת. חבר את בסיס המקלט למערכת איסוף נתונים באמצעות כבלי Bayonet Neil-Concelman (BNC).
  3. הניחו את כלוב החיות על גבי בסיס המקלט (איור 1). נורית ה"אות" אמורה להאיר ולציין שזוהה משדר. הנתונים עשויים כעת להיות מתועדים.
  4. כדי להקליט נתונים, חברו את בסיס המקלט לממיר אנלוגי-לדיגיטלי וחברו את הממיר למחשב (איור 2).
  5. הגדר את קצב הדגימה של ההקלטה. ודא שהנתונים נדגמו כראוי. בחר קצב דגימה של 250 הרץ לפחות (מומלץ 500 הרץ) להקלטה (רוחב הפס של המשדר הוא 0.1-100 הרץ).
  6. שמור נתונים דיגיטליים ונתח באמצעות חבילות תוכנה לעיבוד אותות כגון Matlab.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

figure-results-1
איור 1: המשדר והמקלט. משדר אלחוטי מסוים זה (A) שוקל 4 גרם ומחליף <1.4 סמ"ק של נפח ועם טביעת רגל של 7 x 12 מ"מ מותקן בקלות על גולגולת של חולדות ועכברים. המשדר יכול להגביר 2 ערוצים של ביופוטנציאלים למשך עד 6 חודשים שלאחריהם הסוללה מתרוקנת. ניתן להשתמש בסוללות גדולות יותר לזמן הקלטה ארוך יותר. בעלי חיים מוחזקים בכלוב מכרסמים סטנדרטי על גבי מקלט האפוק (B). מימין מוצגת...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

לא הוכרז על ניגוד עניינים.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
כפפות כירורגיות סטריליותמוצרים תעשייתיים מגנים100-3201 PFכפפה כירורגית לטקס סטרילית ללא אבקה
ידית אזמלFST10003-12
להב אזמל #15FST10015-00
מספריים עדיניםFST14090-09
הכלי בורRam מוצרים, Inc.מיקרומומנט II
בור דקFST19007-07
קליפ מפרצתרובוזRS-5422
מלקחיים עם שינייםFST11022-14
אפליקטורים עם קצוות כותנהמק'קסון24-103
נהג מחטWPI521725מחזיק מחט אולסן-הגר
ג'ל ציאנואקרילטהנקללוקטיט 4541
מאיץ ציאנואקרילטהנקלLoctite 7452
תפראתיקוןVicryl RB-1 J304
Elecrocautery חד פעמיבוביAA01טיפ דק
מגש כירורגיFST20311-21
בסיס מקלט Epitelאפיטל בע"מלא ישים
משדר אלחוטי Epitelאפיטל בע"מלא ישים
Biopac דיגיטציהביופאקMP-150
מחשב תואם מחשב

גלה מאמרים נוספים

מערכת משדר אלחוטיתEEG של גורי מכרסמיםהקלטת EEG רציפהרכישת אות EEGמערכת רכישת נתוניםבסיס מקלט אלחוטיהקלטת פוטנציאל פוסטסינפטיהגדרת קצב דגימת EEGפרוטוקול ניטור סטרס