Registrazioni elettroencefalografiche concomitanti e di potenziale di campo locale in un ratto anestetizzato

Abstract

Fonte: Kang, S., et al. Registrazione simultanea dell'elettroencefalografia co-localizzata e del potenziale di campo locale nei roditori. J. Vis. Exp. (2017).

Questo video mostra la procedura per le registrazioni simultanee di elettroencefalografia co-localizzata (EEG) e potenziali di campo locale (LFP) in un ratto anestetizzato. Il processo prevede la preparazione del ratto e l'applicazione di elettrodi stimolanti ai suoi cuscinetti di baffi. Un elettrodo a ragno EEG viene posizionato sul cranio del ratto per le misurazioni EEG di superficie. Allo stesso tempo, un microelettrodo multicanale viene inserito in una specifica regione del cervello attraverso un foro di fresa nel cranio per registrare l'attività neurale da un'area cerebrale localizzata.

Protocollo

Tutte le procedure che coinvolgono modelli animali sono state esaminate dal comitato istituzionale locale per la cura degli animali e dal comitato di revisione veterinaria JoVE.

1. Configurazione EEG/LFP co-localizzata

1. Pulisci e asciuga il teschio che circonda il foro della bava usando un batuffolo di cotone.
2. Posizionare con cautela la pasta EEG conduttiva su un lato piatto di un elettrodo a ragno EEG. Lasciare un piccolo foro libero dalla pasta EEG sull'elettrodo a ragno per consentire a un microelettrodo multilaminare di passare attraverso il foro senza entrare in contatto con la pasta e l'elettrodo a ragno. Ciò impedisce il contatto elettrico tra l'elettrodo EEG e il microelettrodo.
3. Allineare l'elettrodo a ragno al foro della fresa nel cranio, con la pasta EEG rivolta verso il cranio.
4. Premere con cautela l'elettrodo del ragno sul cranio, stabilendo un contatto saldo con il cranio tramite la pasta EEG. Rimuovere la pasta che ostruisce il foro della bava utilizzando un ago su una siringa.
5. Rimuovere la pasta EEG in eccesso oltre la periferia dell'elettrodo a ragno in modo che il contatto tra l'elettrodo a ragno e il cranio sia spazialmente vincolato alle dimensioni dell'elettrodo (Figura 1B).
6. Spalmare la pasta EEG sull'elettrodo di riferimento per l'EEG e posizionarlo saldamente all'interno dell'incisione nella parte posteriore del collo del ratto.
7. Collegare gli elettrodi EEG al preamplificatore tramite uno splitter di segnale passivo per segnali a bassa impedenza (Figura 2). Assicurarsi che l'impedenza dell'elettrodo a ragno sia inferiore a 5 kΩ. In caso contrario, controllare che la pasta EEG sia in buon contatto con il cranio e che l'elettrodo sia premuto saldamente sulla pasta EEG. Se necessario, aggiungere altra pasta EEG.
8. Montare un braccio micromanipolatore sul telaio stereotassico. Collegare un microelettrodo lineare a 16 canali (spaziatura 100 μm, area di ciascun sito 177 μm²) a un headstage acuto a 16 canali agganciato saldamente al braccio del micromanipolatore.
9. Spalmare la pasta EEG sugli elettrodi di riferimento per l'EEG e il microelettrodo, quindi posizionarli saldamente all'interno dell'incisione (Figura 1A).
10. Regolare l'angolo del braccio del micromanipolatore in modo che il microelettrodo sia perpendicolare alla superficie corticale. Questo angolo è normalmente compreso tra 25-35 °.
11. Abbassare il microelettrodo al microscopio ruotando le manopole del micromanipolatore in modo che la punta del microelettrodo sia puntata verso la minuscola apertura nella parte inferiore del foro della fresa fino a quando l'elettrodo più in alto non penetra appena la superficie corticale. Prestare attenzione per evitare di forzare il microelettrodo sulla superficie della dura dura, in quanto ciò romperebbe l'elettrodo.
12. Accoppiare il microelettrodo a 16 canali a un preamplificatore collegato a un'unità di acquisizione dati tramite un cavo in fibra ottica (Figura 2).
13. Accendere il preamplificatore, l'unità di acquisizione dati e il computer collegato all'unità. Accendi la scatola dello stimolatore.
14. Inserire normalmente il microelettrodo sulla superficie corticale ruotando lentamente la manopola dell'asse z del micromanipolatore a una profondità di 1.500 μm.
15. Micro-regolare la profondità applicando un treno di stimoli al pad dei baffi e osservando l'LFP evocato a 16 canali sul monitor di un PC utilizzando il software dell'unità di acquisizione dati installata sul PC. Ruotare con cautela la manopola dell'asse z sul micromanipolatore fino a quando l'ampiezza massima dell'LFP evocato si verifica attorno al canale 7 (poiché questo coincide con lo strato IV nella corteccia).
    nota: Configurazione dell'elettrodo EEG ipsi-laterale: per alcuni esperimenti, un secondo elettrodo a ragno è stato posizionato sul lato ipsi-laterale del cranio intatto sopra la corteccia cilindrica. Questa configurazione ha permesso la registrazione EEG bilaterale durante lo stato di riposo per studiare l'effetto del foro di bava sul segnale EEG.
    nota: La procedura chirurgica per impostare l'elettrodo EEG è identica a quella descritta sopra, tranne per il fatto che il muscolo temporale su ciascun lato della testa è stato accuratamente separato dal cranio, suturato all'indietro e legato saldamente al lato corrispondente del telaio stereotassico><. nota: Anche la configurazione EEG/LFP concomitante è identica a quella descritta sopra, con un passaggio aggiuntivo che un secondo elettrodo a ragno viene caricato con la pasta EEG, quindi premuto saldamente sul cranio sopra la corteccia cilindrica ipsi-laterale.

Risultati

Figura 1: Configurazione generale per la registrazione simultanea EEG/LFP. (A) La configurazione consiste in un cono nasale modificato per facilitare la stimolazione dei baffi in anestesia con isoflurano, due elettrodi stimolanti inseriti nel cuscinetto dei baffi, un elettrodo a ragno posizionato sul cranio sopra la corteccia del barilotto controlaterale agli elettrodi stimolanti, un...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Femmina di ratti Lister Hood	Charles Rivers
Elettrodo a ragno	Unimed Forniture per elettrodi Ltd	SCS24-426
Pasta EEG: Ten20	Unimed Forniture per elettrodi Ltd	10-20-S
Supporto stereotassico con doppi bracci micromanipolatori: Telaio stereotassico a doppio manipolatore con barre auricolari a 18°	WPI (Strumenti di precisione del mondo)	502603
Elettrodi di stimolazione in acciaio inossidabile	PlasticsOne	E363/1/SPC
Stimolatore di corrente isolato	Fatto in casa
Microelettrodo a 16 canali, spaziatura 100 μm, area di ciascun sito 177 μm2	NeuroNexus	A1x16-10mm-100-177-A16
Stadio acuto a 16 canali	Tucker David Technologies Inc., TDT	RA16AC-Z
Preamplificatore: Preamplificatore di neuro-digitalizzazione a 64 canali serie Z	TDT	PZ5-64
Splitter di segnale passivo: Splitter Box a 32 canali per PZ5	TDT	S-BOX_PZ5
Unità di acquisizione dati: RZ2 BioAmp Processor. Processore 4-DSP serie Z ad altissime prestazioni	TDT	RZ2-4
Isoflurano	Servizi veterinari nazionali limitati	Codice: 50878
Sistema di anestesia con isoflurano per piccoli animali	WPI	EZ-B800A
Termoforo termostatico: Rat Blanket System 230V	Apparato di Harvard Regno Unito	50-7221-F
Unguento oftalmico: Lubrificante per gli occhi Optixcare	Viovet	203865
gabbia di Faraday	Società di Newport	VIS-FDC-3600
Postazione di lavoro per l'isolamento dalle vibrazioni: Vision IsoStation	Società di Newport	M-VIS3660-RG4-325A
Unità di controllo e sensore dell'ossimetro: MouseOxPlus, Starr Life Sciences Corp.	WPI	O15001
Cono nasale morbido trasparente: unità non respiratoria Microflex con cono di ratto	WPI	EZ-103A