פרוטוקול חסכוני וזעיר פולשני לרישום אלקטרואנצפלוגרפיה כרונית מרובת אתרים בעכברים הנעים בחופשיות

פרוטוקול זה מאפשר הקלטות EEG עכברים באיכות גבוהה, חסכוניות, זעיר-פולשניות, ומאפשר ניטור עצבי ארוך טווח לגישה למחקר קדם-קליני. האתגרים המרכזיים בהקלטת EEG כרונית הם חוסר יציבות השתלים ואורך חיי כיסוי הראש, הידרדרות אות, ניתוח נתונים נרחב, ואי-נגישות למערכות מסחריות יקרות. כדי להתחיל, השתמש בתקע נקבה מסוג USB מסוג B עם חמישה פינים והלחם אותו עם חוט אירידיום פלטינה בקוטר 0.003 אינץ'.

אל תשתמש בפין הרביעי, שכן הוא פין הארקה, ובמקום זאת השתמש בארבעת הפינים האחרים לחיבור האלקטרודות. כופף את הפינים בכ-45 מעלות ועוטף את החוטים סביב כל פין פעמיים כדי להבטיח חיבור חזק שלא ייפול. עכשיו, מרח כמות קטנה של משחת שטף שרף להלחמה על כל פין כדי לנקות את המשטח ולהלחמה יעילה.

לאחר מכן, שים חתיכת חוט הלחמה קטנה על כל פין. באמצעות מלחם, המיס את חוט ההלחמה כדי לחבר לצמיתות את חוט הפלטינה אירידיום לפינים. לאחר אישור ההרדמה עמוקה, הפעל את מכונת האוורור איזופלוראן על האף בקצב של 1.5% נפח לנפח.

כעת, הזריק לעכבר קרפרופן בעוצמה של חמישה מיליגרם לקילוגרם כדי להפחית דלקת וכאב. הזרקו דקסמתזון במינון 0.1 מיליגרם לקילוגרם באופן תוך-שרירי להפחתת דלקת ונפיחות במוח. מרחו משחת עיניים כדי למנוע התייבשות של העיניים במהלך ההרדמה.

לאחר הסרת הפרווה, נקה את צד החתך בגולגולת עם 70% אתנול, ואחר כך עם רפידות יוד תוך ביצוע טכניקת ספטי. לאחר מכן, השתמשו בסקלפל כדי ליצור חתך שקוף אחד במרכז הראש. חתכו סביב החתך כדי לחשוף את אתר השתלת האלקטרודות, ולוודא שהשרירים אינם חשופים.

שטוף את פני הגולגולת בתמיסת נתרן כלוריד של 0.9%. ייבשו את המשטח ושפשפו את הגולגולת עם מטליות כותנה טבולות במי חמצן. השתמשו בסקלפל כדי להסיר כל רקמת חיבור שנותרה על העצם.

אחרי דקה, שטפו שוב את המשטח עם תמיסת נתרן כלוריד 0.9% וייבשו לפני הקידוח. השתמשו במקדחה דנטלית כדי לגסות את פני השטח של הגולגולת ולעודד הידבקות אקרילית. למדוד ולסמן את אתרי ההשתלה האלקטרודה במיקומים הקדמיים/אחוריים, פלוס שתיים ומינוס ארבע, ואת המיקומים הלטרליים המדיאליים, פלוס או מינוס 1.5.

קדחו את פני הגולגולת עם מקדחים בקוטר 1.4 מ"מ והכניסו ארבעה ברגי עצם בקוטר 1.5 מילימטרים לאתרים שנקדחו באמצעות מברגים מדויקים. ודא שהברגים נוגעים רק במשטח ולא נכנסים למוח. עטוף את החוטים מהמחבר USB סביב כל בורג פעמיים עד ארבע פעמים וחתוך כל חוט עודף.

מרח טיפה קטנה של דבק סופר על מעל כל בורג ותן לו להתייבש כדי לחזק את החיבור. ודא שהמחבר ממוקם במרכז הגולגולת מבלי לגעת בגולגולת או באלקטרודות. לאחר מכן, בונים בהדרגה את כיסוי הראש באמצעות ציאנואקרילט, תוך שימוש בשכבות דקות כדי למנוע התחממות יתר של העצם.

באמצעות מלט דנטלי, חבר בורג גדול למשטח השטוח של המחבר כדי להקל על חיבור כבל USB. תן לכיסוי הראש להתייבש לפחות שתי דקות לפני הסרת העכבר משלב הסטריאוטקס. הנח את העכבר על כרית חימום וצפה בו במשך 24 שעות.

טפל בעכבר בקרפרופן במינון של חמישה מיליגרם לקילוגרם כל 12 שעות במשך שבעה ימים. המתינו שבועיים כדי לתת לעצם לגדול בממשק האקרילי לפני שממשיכים באלקטרואנצפלוגרפיה או הקלטת EEG. הקלט את אות ה-EEG של כל עכבר במשך שעה, כולל 30 דקות לפני טיפול בפנטילנטטרזול ו-30 דקות לאחר מתן 20 מיליגרם לקילוגרם פנטילנטרזול.

חבר את כבל ה-USB למחבר העכבר. חבר את כבל ה-USB למגבר זרם חילופין דיפרנציאלי באמצעות קליפים של אליגטור. הגדר את הגיין ל-10,000 וסנן בין 0.1 ל-250 הרץ.

דגמו את אות האלקטרואנצפלוגרפיה ב-1,000 הרץ. להקליט את יציאות המגבר בו-זמנית במחשב ולהציג את האותות בזמן אמת באוסצילוסקופ. חבר את יציאות המגבר למכשיר USB לאיסוף נתונים והתניה לאותות שמחובר למחשב.

לבסוף, להקליט את אות ה-EEG באמצעות קוד פייתון ולסנן אותו בין 0.1 הרץ ל-250 הרץ ולהמחיש את הנתונים. אלקטרודות הושתלו ב-20 עכברי רקע C57BL/6J, כולל חמישה עכברים מסוג בר עם שיעור הישרדות לאחר הניתוח של 85% שנשמר עד שישה חודשים לאחר הניתוח. הקלטות EEG תפסו שינויים אלקטרופיזיולוגיים שנגרמו על ידי פנטילנטטרזול, כפי שניתן לראות במספר מוגבר של פריקות אינטראקטליות בעכברים לאחר הזרקת פנטילנטרזול.

משרעת הפריקות האינטראקטליות לאחר הזרקת פנטילנטטרזול הייתה גבוהה יותר בשלוש אלקטרודות שונות כפי שמודגם בעקבות EEG מייצגות. המחקר שלנו קבע מערכת EEG פשוטה ויציבה בעכברים הנעים בחופשיות, והראתה הקלטות אמינות לטווח ארוך בפריקות הסדרתיות הברורות. פרוטוקול זה מקדם את מדעי המוח על ידי מתן הקלטות EEG ארוכות טווח נגישות בקרב מכרסמים חופשיים, ותומך במחקרים רחבים יותר על הפרעות מוח וטיפולים.

המחקר העתידי יתמקד בשיפור עיצוב האלקטרודות, בהרחבת ההקלטות הרב-אזוריות ובשילוב EEG עם מניפולציות התנהגותיות, פרמקולוגיות וגנטיות.