Abstract
थीटा गतिविधि septohippocampal प्रणाली में उत्पन्न होता है और गहरी intrahippocampal इलेक्ट्रोड और implantable electroencephalography (ईईजी) radiotelemetry या तार प्रणाली के दृष्टिकोण का उपयोग कर दर्ज की जा सकती है। औषधीय, हिप्पोकैम्पस थीटा विषम है (द्वैतवादी सिद्धांत देखें) और प्रकार मैं और प्रकार द्वितीय थीटा में भेदभाव किया जा सकता है। ये अलग-अलग ईईजी उपप्रकार ऐसी कामोत्तेजना, अन्वेषण, सीखने और स्मृति, उच्च एकीकृत कार्य, आदि ऐसे अल्जाइमर, संरचनात्मक और कार्यात्मक septohippocampal प्रणाली के परिवर्तन के रूप में neurodegenerative रोगों में के रूप में विशिष्ट संज्ञानात्मक व्यवहार और राज्यों से संबंधित हैं बिगड़ा थीटा गतिविधि में परिणाम कर सकते हैं / दोलनों। हिप्पोकैम्पस ईईजी का एक मानक मात्रात्मक विश्लेषण एक तेजी से फूरियर परिवर्तन (FFT) आधारित आवृत्ति विश्लेषण भी शामिल है। हालांकि, इस प्रक्रिया सामान्य और विशेष रूप से संगठित अत्यधिक थीटा दोलनों में थीटा गतिविधि के बारे में जानकारी प्रदान नहीं करता है। आदेश deta प्राप्त करने के लिएहिप्पोकैम्पस में अत्यधिक का आयोजन थीटा दोलनों पर iled जानकारी, हम एक नई विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण विकसित किया है। यह दृष्टिकोण अत्यधिक का आयोजन थीटा दोलनों और उनकी आवृत्ति विशेषताओं की अवधि के समय और लागत प्रभावी मात्रा का ठहराव के लिए अनुमति देता है।
Introduction
मस्तिष्क में थीटा गतिविधि, 2 कामोत्तेजना, ध्यान, स्वैच्छिक आंदोलन, खोजपूर्ण व्यवहार, ध्यान व्यवहार, सीखने और स्मृति, somatosensory एकीकरण, और तेजी से आँख आंदोलन (रेम) सहित विभिन्न संज्ञानात्मक और कार्यात्मक राज्यों से संबंधित है 1 सो जाओ। मुख्यतः, एक इकाई के रूप में लयबद्ध थीटा गतिविधि विभिन्न मस्तिष्क क्षेत्रों में उत्पन्न किया जा सकता है और बहुत ही संगठित और थीटा दोलनों के रूप में सिंक्रनाइज़ है। नीचे, हम विश्लेषण और थीटा गतिविधि / दोलनों कि septohippocampal प्रणाली 3, 4 के भीतर उत्पन्न कर रहे हैं की मात्रा का ठहराव पर ध्यान दिया जाएगा। पट भीतर, हिप्पोकैम्पस के लिए GABAergic, ग्लूटामेटरगिक, और कोलीनर्जिक न्यूरॉन्स परियोजना और दीक्षा और थीटा oscillatory व्यवहार के रखरखाव के लिए योगदान करते हैं। वहाँ हिप्पोकैम्पस थीटा दोलनों, पट में शुरू कर रहे हैं कि क्या IE पर चल रहे एक चर्चा है, 5, 6, 7।
अपने मूल के बावजूद, हिप्पोकैम्पस थीटा दोलनों साल के लिए ब्याज का ध्यान केंद्रित किया गया है, विशेष रूप से ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में। इन मॉडलों को गहरी ईईजी इलेक्ट्रोड का आरोपण के लिए और विशिष्ट संज्ञानात्मक व्यवहार और कार्यों 8 के तहत हिप्पोकैम्पस थीटा दोलनों की रिकॉर्डिंग के लिए अनुमति देते हैं। हिप्पोकैम्पस थीटा दोलनों प्रकृति में heterogenous हैं। थीटा दोलनों के तथाकथित द्वैतवादी सिद्धांत पर आधारित है, एक atropine के प्रति संवेदनशील प्रकार द्वितीय थीटा और atropine-असंवेदनशील प्रकार मैं थीटा 9, 10, 11 के बीच अंतर कर सकते हैं। उत्तरार्द्ध आम तौर पर मस्करीनिक एम द्वारा प्रेरित किया जा सकता है 1 / एम
वर्तमान में, वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध विश्लेषणात्मक सॉफ्टवेयर (पी, एम वी 2) तेजी से FFT आधारित आवृत्ति विश्लेषण, जैसे, सत्ता के विश्लेषण के लिए अनुमति देता हैया सत्ता स्पेक्ट्रम घनत्व (psd, एम वी 2 / हर्ट्ज)। पावर या बिजली स्पेक्ट्रम घनत्व (PSD) थीटा आवृत्ति रेंज के विश्लेषण केवल अपनी गतिविधि का एक वैश्विक सिंहावलोकन देता है। हालांकि, क्रम में संज्ञानात्मक और व्यवहार संबंधी थीटा गतिविधि में एक विस्तृत जानकारी प्राप्त करने के लिए, अत्यधिक का आयोजन थीटा दोलनों के विश्लेषण अनिवार्य है। अत्यधिक का आयोजन थीटा दोलनों के आकलन neurodegenerative और neuropsychiatric रोगों के क्षेत्र में केंद्रीय महत्व का है। सबसे प्रयोगात्मक रोग के अध्ययन अत्यधिक परिष्कृत तरीकों का उपयोग न्यूरोसर्जिकल एपीड्यूरल सतह और गहरी इन्ट्रासेरेब्रल EEGs रिकॉर्ड करने के लिए ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में किया जाता है। इन तकनीकों में दोनों तार प्रणालियों 16 और radiotelemetric setups 17, 18 में शामिल हैं। थीटा दोलनों लंबे समय तक रिकॉर्डिंग की शर्तों के तहत सहज और व्यवहार संबंधी थीटा दोलनों के रूप में दर्ज किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, थीटा दोलनों सिफारिश हो सकता हैऔषधीय प्रेरण निम्नलिखित लेकिन यह भी व्यवहार या संज्ञानात्मक कार्यों को करने के लिए या इस तरह की पूंछ बन्द रखो के रूप में संवेदी उत्तेजनाओं, करने के लिए जानवरों के प्रदर्शन के बाद rded।
प्रारंभिक चिह्नित करने के लिए थीटा दोलनों Csicsvari एट अल द्वारा वर्णित किया गया दृष्टिकोण। 19। (- 50 मिनट 15) है कि लंबे समय ईईजी रिकॉर्डिंग के लिए उपयुक्त नहीं है लेखकों अल्पकालिक थीटा विश्लेषण के लिए एक अर्ध-स्वचालित उपकरण बनाया गया है। हमारे विधि, यहाँ वर्णित है, लंबी अवधि के ईईजी रिकॉर्डिंग> 48 h 20 के विश्लेषण के लिए अनुमति देता है। Csicsvari एट अल। 10 भी थीटा-डेल्टा अनुपात करने के लिए भेजा है, लेकिन अत्यधिक का आयोजन थीटा दोलनों के निर्धारण के लिए कोई सीमा प्रदान की जाती है। डेल्टा और थीटा रेंज परिभाषाएँ हमारे आवृत्ति रेंज परिभाषाएँ मेल खाते हैं। के रूप में यह स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं किया है, हम अनुमान है कि एक FFT आधारित पद्धति Csicsvari एट अल द्वारा किया जाता है। थीटा-डेल्टा आवृत्ति बैंड की बिजली की गणना करने के लिए। इसफिर से स्पष्ट रूप से, हमारे विधि से अलग है क्योंकि हम आवृत्ति तराजू की एक बड़ी संख्या (आवृत्ति कदम Δ (च) = 0.05 हर्ट्ज) पर तरंगिका आधारित आयाम की गणना, बहुत उच्च परिशुद्धता में जिसके परिणामस्वरूप। व्यक्तिगत विश्लेषण किया ईईजी युग की अवधि हमारी परिभाषा के समान है।
Klausberger एट अल। 21 भी लंबे समय तक ईईजी रिकॉर्डिंग के विश्लेषण के लिए थीटा-डेल्टा अनुपातों का इस्तेमाल करते हैं। हालांकि, वहाँ तीन प्रमुख मतभेद हमारे दृष्टिकोण की तुलना में कर रहे हैं: i) ईईजी युग की अवधि, बहुत लंबे समय तक है यानी, कम से कम 6 S; ii) थीटा-डेल्टा अनुपात 4 के लिए सेट कर दिया जाता है, जो हमारी सीमा से काफी ज्यादा है, और अलग आवृत्ति रेंज परिभाषाएँ से संबंधित है; और iii) बिजली की परिभाषा (एक FFT दृष्टिकोण है, जो उच्च परिशुद्धता का अभाव है, विशेष रूप से बहुत ही कम समय के लिए खिड़कियों के आधार पर किए जाने की संभावना है 2 एस, यानी, 2.5 हर्ट्ज की एक आवृत्ति) के साथ दोलनों के लिए 5 चक्रों। ऐसे मामलों में, एक तरंगिका आधारित प्रक्रिया को और अधिक recommendable है।कैपलन एट अल द्वारा एक अध्ययन में। 22 पूरी तरह थीटा बिजली की गणना करते हुए थीटा-डेल्टा शक्ति अनुपात की अनदेखी। इस प्रकार, कैपलन दृष्टिकोण 22 संज्ञानात्मक थीटा अमीर प्रक्रियाओं एक उच्च या कम डेल्टा के साथ के बीच अंतर नहीं कर सकते हैं।
निम्नलिखित प्रोटोकॉल में, हम हमारे विश्लेषणात्मक तरंगिका आधारित दृष्टिकोण प्रस्तुत मज़बूती से चूहों से हिप्पोकैम्पस ईईजी रिकॉर्डिंग में अत्यधिक का आयोजन थीटा दोलनों का विश्लेषण करने के लिए होगा। चूंकि इस प्रक्रिया को स्वचालित रूप से काम करता है, यह बड़े डेटा सेट और लंबी अवधि ईईजी माप के लिए लागू किया जा सकता है।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
सभी पशु प्रयोगों पशु की देखभाल पर स्थानीय और संस्थागत परिषद (बॉन विश्वविद्यालय, BfArM, LANUV, जर्मनी) के दिशा निर्देशों के अनुसार किया गया था। इसके अलावा, सभी पशु प्रयोग बेहतर कानून, जैसे, यूरोपीय समुदाय परिषद 24 नवंबर 1986 (86/609 / ईईसी) के निर्देशक, या अलग-अलग क्षेत्रीय या राष्ट्रीय कानून के अनुसार बाहर किया गया था। विशिष्ट प्रयास प्रयुक्त जानवर की संख्या है, साथ ही उनकी पीड़ा को कम करने के लिए बनाया गया था।
1. पशु आवास और ईईजी रिकॉर्डिंग शर्तें
- फिल्टर शीर्ष पिंजरों में सदन चूहों या व्यक्तिगत रूप से हवादार पिंजरों का उपयोग करें।
- विशेष प्रयोगशाला कमरे कि प्रत्यारोपित जानवरों और telemetric रिकॉर्डिंग के लिए उपयुक्त हैं में हवादार मंत्रिमंडलों के लिए जानवरों की सुविधा से चूहों स्थानांतरण।
- मानकीकृत की स्थिति (22 डिग्री सेल्सियस के तहत मंदिर ईईजी इलेक्ट्रोड आरोपण और बाद में रिकॉर्डिंग सहित सभी पशु प्रयोग प्रदर्शन करना,perature, 12 एच / 12 h प्रकाश अंधेरे चक्र, 50-60% सापेक्ष आर्द्रता, शोर क्षीणन, आदि) 18।
- स्पष्ट प्रकार द्वितीय पॉली कार्बोनेट पिंजरों, भोजन और पानी यथेच्छ साथ 4 - रेडियोफ्रीक्वेंसी ट्रांसमीटर आरोपण, 3 के समूह में घर पशुओं से पहले। व्यक्तिगत चूहों को अलग मत करो, के रूप में इस तनाव का कारण और बाद में प्रयोग और परिणामों के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं।
- खुले आवास की स्थिति का प्रयोग न करें, लेकिन इसके बजाय प्रयोग और रिकॉर्डिंग के दौरान हवादार अलमारियाँ का उपयोग करें।
2. Radiotelemetric ईईजी इलेक्ट्रोड आरोपण और ईईजी रिकॉर्डिंग
- इंजेक्शन नशीले पदार्थों, जैसे, ketaminehydrochloride / xylazinehydrochloride (100/10 मिलीग्राम / किग्रा, intraperitoneally, आईपी) या साँस लेना नशीले पदार्थों, जैसे, isoflurane 17, 18 का प्रयोग चूहों anesthetize।
- isoflurane narcosis के लिए, एक प्रेरण सी में माउस की स्थिति4-5% isoflurane और 0.8-1% ऑक्सीजन या carbogen (5% सीओ 2 और 95% 2 हे) के साथ hamber।
- पशु संज्ञाहरण के वांछित गहराई को नियंत्रित करने और एक सफाई प्रणाली का उपयोग करने के लिए isoflurane प्रयोगकर्ता जोखिम से बचने के लिए की नाक / मुंह पर एक सिलिकॉन facemask रखें।
- इंजेक्शन anesthetics, का प्रयोग करें जैसे, esketaminhydrochloride (100 मिलीग्राम / किग्रा, आईपी) और xylazinehydrochloride (10 मिलीग्राम / किग्रा, आईपी), अगर साँस लेना संज्ञाहरण उपलब्ध नहीं है।
- पूंछ चुटकी पलटा, पैर चुटकी पलटा, और श्वसन दर की जाँच करके संज्ञाहरण की गहराई मॉनिटर। ध्यान दें कि सांस की नली इंटुबैषेण के माध्यम से कृत्रिम श्वसन चूहों में आवश्यक नहीं है।
- जानवर की पीठ पर एक चमड़े के नीचे थैली में रेडियोफ्रीक्वेंसी ट्रांसमीटर प्रत्यारोपण।
- खोपड़ी से शरीर बालों को हटाने और दो कीटाणुनाशक है, यानी, 70% इथेनॉल और एक आयोडीन आधारित हाथ धोने के साथ मुंडा खोपड़ी pretreat।
- एक छुरी का उपयोग करना, बनानाnucheal क्षेत्र के माथे से खोपड़ी पर एक midline चीरा।
- डब चीरा से शुरू, शल्य कैंची या एक शल्य चिकित्सा जांच का उपयोग कर एक कुंद विच्छेदन प्रदर्शन से जानवर की पीठ के एक तरफ एक चमड़े के नीचे पाउच तैयार करते हैं।
- चमड़े के नीचे थैली में ट्रांसमीटर डालें और अतिरिक्त लंबाई जमा का लचीला ट्रांसमीटर के रूप में अच्छी तरह से थैली में जाता है। शल्य साइट और ट्रांसमीटर प्रत्यारोपण के प्रदूषण को रोकने के लिए विशेष ध्यान दे। ठीक तरह से पर्दे का उपयोग गैर बाँझ क्षेत्रों से बाँझ अलग।
- Stereotaxic फ्रेम, जैसे, एक कंप्यूटरीकृत 3 डी stereotaxic डिवाइस पर प्रयोगात्मक पशु रखें। खोपड़ी एक नाक दबाना और कान सलाखों का उपयोग ठीक करें।
- 0.3% एच 2 ओ 2 के साथ खोपड़ी Pretreat खोपड़ी से आगे ऊतक निकालने के लिए और कपाल टांके और craniometrics स्थलों, शीर्षस्थान और लैम्ब्डा रोशन करने के लिए।
- चुनाव के समन्वय में छेद ड्रिल(2.6 चरण देखें) अधिकतम गति पर एक दबाव से मुक्त मोड में एक उच्च गति न्यूरोसर्जिकल ड्रिल का उपयोग।
नोट: दबाव से मुक्त ड्रिलिंग ड्रिल सिर और कोर्टेक्स को होने वाले नुकसान की अचानक सफलता से बचा जाता है। एक craniotomy के लिए, एक न्यूरोसर्जिकल उच्च गति ड्रिल की सिफारिश की है। 0.5 मिमी, इलेक्ट्रोड व्यास के आधार पर - 0.3 के मानक ड्रिल सिर व्यास चुनें। - ध्यान से इलेक्ट्रोड प्रकार प्रतिबाधा, व्यास, कोटिंग, आदि का चयन करें, पर विचार
नोट: Parylene लेपित टंगस्टन या स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोड सबसे आम हैं। इलेक्ट्रोड प्रकार प्रयोगात्मक जरूरतों के हिसाब से चुना जाना चाहिए। एक रिक्तिपूर्व तिकड़म के रूप में, दाखिल करने से पहले इलेक्ट्रोड सुझावों 70% इथेनॉल का उपयोग बाँझ। ध्यान दें कि इलेक्ट्रोड कोटिंग गर्मी नसबंदी के लिए अनुमति नहीं है। - मिमी शीर्षस्थान, -2; intrahippocampal सीए 1 ईईजी रिकॉर्डिंग के लिए, एक छेद stereotaxically निम्नलिखित निर्देशांक पर ड्रिल mediolateral, 1.5 मिमी (दाएँ गोलार्द्ध); dorsoventral, 1.3 मिमी (targeटी क्षेत्र: कोर्नु एम्मोनिस (सीए 1) पिरामिड परत)। संदर्भ इलेक्ट्रोड के लिए, निम्न stereotaxic निर्देशांक पर अनुमस्तिष्क प्रांतस्था ऊपर एक छेद ड्रिल: शीर्षस्थान, -6.2 मिमी, mediolateral, 0 मिमी; dorsoventral, 0 मिमी।
नोट: सेरिबैलम एक नहीं बल्कि मूक मस्तिष्क क्षेत्र है अनुमस्तिष्कीय इलेक्ट्रोड, एक pseudoreference इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करता है। stereotaxic निर्देशांक एक मानक माउस मस्तिष्क एटलस से प्राप्त किए गए। - इलेक्ट्रोड के सम्मिलन से पहले, उन्हें आवश्यक लंबाई के छोटा। यंत्रवत् ट्रांसमीटर के स्टेनलेस स्टील के कुण्डल करने के लिए इलेक्ट्रोड की extracranial हिस्सा क्लिप।
नोट: टांका, बचा जाना चाहिए के रूप में इस प्रणाली में काफी शोर शुरू कर सकते हैं। - stereotaxic डिवाइस के ऊर्ध्वाधर हाथ करने के लिए इलेक्ट्रोड देते हैं और ऊपर उल्लिखित stereotaxic निर्देशांक के अनुसार इलेक्ट्रोड डालें।
- कांच ionomer सीमेंट का उपयोग कर इलेक्ट्रोड ठीक है और जब तक सीमेंट पूरी तरह से कठोर है रुको।
- खोपड़ी बंदगैर absorbable 5-0 या 6-0 सीवन सामग्री के साथ खत्म हो गया और खत्म टांके का उपयोग कर।
- पश्चात दर्द प्रबंधन के लिए, लगातार 4 दिनों के बाद आरोपण के लिए Carprofen (5 मिलीग्राम / किलो, subcutaneously, अनुसूचित जाति) एक दिन में एक बार प्रशासन। ध्यान दें कि Carprofen प्रारंभिक चीरा (कदम 2.2.2) से पहले इंजेक्शन होना चाहिए।
- 14 दिनों के बाद आरोपण रिकॉर्डिंग और / या इंजेक्शन प्रयोगों शुरू कर रहे हैं इससे पहले - जानवरों 10 के लिए ठीक करने के लिए अनुमति दें।
3. थीटा दोलन और औषधीय प्रेरण का सहज रिकॉर्डिंग
- चुंबकीय स्विच का उपयोग कर रेडियोफ्रीक्वेंसी ट्रांसमीटर को सक्रिय करें। रिसीवर प्लेट पर अपने घर पिंजरे के साथ पशु रखें। कम से कम 24-48 घंटे के लिए लंबी अवधि के हिप्पोकैम्पस ईईजी रिकॉर्डिंग प्रदर्शन।
नोट: ईईजी आयाम और लंबे समय तक रिकॉर्डिंग की ईईजी आवृत्ति विशेषताओं का विश्लेषण थीटा दोलनों के circadian निर्भरता और विशिष्ट व्यवहार और के साथ अपने सहयोग में विस्तृत जानकारी प्रदान करता हैसंज्ञानात्मक की स्थिति / कार्य। हमेशा प्रायोगिक पशुओं की वीडियो निगरानी के साथ ईईजी रिकॉर्डिंग गठबंधन। - थीटा दोलनों के औषधीय शामिल करने के लिए, urethane (800 मिलीग्राम / किग्रा आईपी) या एक मस्करीनिक रिसेप्टर एगोनिस्ट की एक खुराक, जैसे pilocarpine (10 मिलीग्राम / किग्रा आईपी), arecoline (0.3 मिलीग्राम / किग्रा आईपी) या oxotremorine की एक खुराक प्रशासन (0.03 मिलीग्राम / किग्रा आईपी)। एन methylscopolamine (0.5 मिलीग्राम / किग्रा आईपी) के साथ चूहों Pretreat परिधीय मस्करीनिक प्रतिक्रियाओं से बचने के लिए। हौसले से 0.9% सोडियम क्लोराइड या घंटी समाधान में सभी दवाओं भंग।
नोट: मस्करीनिक रिसेप्टर agonists के उच्च dosages प्रायोगिक पशुओं में जब्ती प्रेरण में परिणाम हो सकता है। यह भी विचार है कि यहाँ दी dosages स्थलों कि जांच के तहत माउस लाइन में पूर्व खुराक प्रभाव के अध्ययन की आवश्यकता होती है प्रतिनिधित्व करते हैं। ध्यान दें कि urethane एक उत्परिवर्तजन और कैसरजन है कि भंडारण और हैंडलिंग में उचित सावधानियों की आवश्यकता है। - (50 मिलीग्राम / किग्रा, आईपी) atropine के प्रति संवेदनशील प्रकार द्वितीय अंतर करने के लिए atropine इंजेक्षनatropine-असंवेदनशील प्रकार से मैं दोलनों थीटा।
नोट: atropine खुराक फिर species- और तनाव पर निर्भर है और पूर्व खुराक प्रभाव के मूल्यांकन की आवश्यकता है। atropine इंजेक्शन का इष्टतम समय बिंदु मस्करीनिक रिसेप्टर agonists के फार्माकोडायनामिक्स पर निर्भर करता है। के प्रकार द्वितीय थीटा पहचान के लिए, atropine इंजेक्शन 1 घंटे urethane के बाद प्रशासन की सिफारिश की है। - के रूप में प्रणालीगत औषधि प्रशासन वैश्विक ट्रांसक्रिप्शनल और translational पैटर्न, जो बाद में ईईजी रिकॉर्डिंग को प्रभावित बदल, कई दवाओं के बाद आवेदन करने से बचने की कोशिश करें। ध्यान दें कि कम से स्थायी थीटा दोलनों भी इस तरह के tail- या पंजा बन्द रखो के रूप में, संवेदी उत्तेजनाओं द्वारा प्रेरित किया जा सकता है।
- निकालें / प्री-चरण (आधारभूत) और एएससीआई या TXT फ़ाइलों के रूप में कुल ईईजी रिकॉर्डिंग से बाद इंजेक्शन चरण के निर्यात प्रतिनिधि ईईजी डेटा सेट, लागू दवाओं की फार्माकोकाइनेटिक्स और व्यक्तिगत अध्ययन प्रोटोकॉल की मांगों पर विचार।
4।ईईजी इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के मान्यकरण
- उन्हें एक ऊष्मायन चैम्बर में रखकर जानवरों euthanize और 100% कार्बन डाइऑक्साइड का परिचय। ऊष्मायन कक्ष में मौजूदा हवा को जोड़ा गया कार्बन डाइऑक्साइड के साथ प्रति मिनट चैम्बर मात्रा का 10-30% की दर को भरने का उपयोग करें; इस जानवरों के लिए कम से कम तनाव के साथ तेजी से बेहोशी की हालत में परिणाम होगा।
- कक्ष से माउस हटाये एक बार सांस की गिरफ्तारी होती है और एक फीका आँख का रंग 2-3 मिनट के लिए बनी रहती है।
- स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोड कट और रेडियोफ्रीक्वेंसी ट्रांसमीटर explant। कैंची या एक गिलोटिन का उपयोग कर माउस सिर काटना और शल्य कैंची और संदंश के साथ कोमल हेरफेर से neurocranium से मस्तिष्क को हटा दें।
- रात भर फॉस्फेट बफर खारा (पीबीएस) (7.4 पीएच) में 4% paraformaldehyde में दिमाग को ठीक करें। cryoprotection के लिए, आगे की प्रक्रिया जब तक 4 डिग्री सेल्सियस पर 30% ग्लूकोज के लिए दिमाग हस्तांतरण और उन्हें दुकान।
नोट: Paraformaldehyde 2012 OSHA Haz से खतरनाक माना जाता हैअर्द संचार मानक (29 सीएफआर 1910.1200)। आवश्यक सावधानियों ले लो: व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों का उपयोग करें, उचित वेंटीलेशन सुनिश्चित करने, और धूल के गठन से बचें। इसके अलावा, प्रज्वलन के स्रोतों को दूर करने और स्थिर निर्वहन के खिलाफ एहतियाती कदम उठाने के। Paraformaldehyde वातावरण में नहीं रिहा किया जाना चाहिए। - एक cryostat एक चिपकने का उपयोग के ऊतक धारक पर निकाले मस्तिष्क माउंट और 40 में दिमाग में कटौती - 75 माइक्रोन राज्याभिषेक स्लाइस। गिलास स्लाइड पर स्लाइस माउंट और मानक ऊतकीय प्रक्रिया का उपयोग कर Nissl नीले रंग के साथ उन्हें दाग; इस प्रक्रिया के शाखा चैनल है कि पिछले इलेक्ट्रोड स्थिति को दर्शाता है कल्पना होगी। ध्यान दें कि यह भी एक vibroslicer का उपयोग कर देशी मस्तिष्क से राज्याभिषेक स्लाइस में कटौती करने के लिए संभव है
- केवल उन जानवरों है कि सही ईईजी इलेक्ट्रोड नियुक्ति मानदंडों को पूरा शामिल; सीए 1 क्षेत्र के लिए, गहरी इलेक्ट्रोड की नोक सीए 1 पिरामिड परत के अंदर स्थानीय जाना चाहिए।
- रिकार्ड सीए 1 कोई एक प्राथमिकताओं फिल्टर कट ऑफ के साथ एक उपयुक्त नमूना दर के साथ intrahippocampal EEGs।
नोट: नमूना दर, जो ट्रांसमीटर-विशिष्ट है, ईईजी विश्लेषण के ऊपरी आवृत्ति सीमा निर्धारित करता है। - एक विश्लेषण सॉफ्टवेयर के साथ दर्ज डेटा की प्रक्रिया। कार्यक्रम समय-आवृत्ति विश्लेषण करती है और (चित्रा 5) 20 विश्लेषण के तरीकों की पर्याप्त नियंत्रण के लिए कस्टम बनाया प्रक्रियाओं के साथ गणना।
- 1 घंटे प्रत्येक की लंबाई के साथ वर्गों में दर्ज की गई ईईजी कट। तेजी से कंप्यूटर प्रोसेसर का उपयोग, के बाद से गणना समय अधिक है। इसके अतिरिक्त, कि कई गुठली 20 पर कंप्यूटिंग parallelize कर सकते हैं सॉफ्टवेयर का इस्तेमाल करते हैं।
6. ईईजी डेटा विश्लेषण
- एक जटिल मोर्लेट तरंगिका का उपयोग कर दोनों आवृत्ति और दोलनों के आयाम की गणना करने के लिए डेटा खंडों का विश्लेषण।
नोट: यह तरंगिका (जैसे, Ψ (x) = (π ख)(- 1/2) EXP (2 मैं π सी एक्स) EXP (एक्स 2 / बी), जहां बी बैंडविड्थ पैरामीटर है, ग केंद्र आवृत्ति, और मैं काल्पनिक इकाई) अक्सर ईईजी अध्ययन करने के लिए साहित्य में लागू किया गया है डेटा, यह दोनों आवृत्ति और समय 23, 24 में इष्टतम संकल्प की गारंटी देता है के रूप में। - एक बैंडविड्थ पैरामीटर और केंद्र आवृत्ति की स्थापना है कि विशेष रूप से वजन आवृत्ति संकल्प, जबकि अभी भी पर्याप्त समय संकल्प की उपेक्षा नहीं कर 0.1 हर्ट्ज स्तर पर आवृत्ति मतभेद भेद करने के लिए प्रयोग करें।
नोट: गामा बैंड में neuronal प्रक्रियाओं कम समय तक चलने वाले 25 हैं, और यह भी थीटा लय के लिए सही पकड़ कर सकते हैं। इस प्रकार, विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण पर्याप्त अस्थायी समाधान पर विचार करना चाहिए। - 0.2 आवृत्ति रेंज में ईईजी डेटा का विश्लेषण - 12 हर्ट्ज, 0.1 हर्ट्ज की एक कदम आकार के साथ, इस प्रकार ठेठ डेल्टा सहित,टा, और अल्फा आवृत्ति पर्वतमाला।
- थीटा आवृत्ति वास्तुकला का विस्तार है, जो थीटा दोलनों का एक मानक दृश्य निरीक्षण जगह ले सकता है के लिए एक स्वचालित, जटिल विश्लेषणात्मक उपकरण ढांचा; इस प्रक्रिया थीटा पहचान पद्धति (टीडीएम) कहा जाता है।
- थीटा आवृत्ति रेंज (3.5-8.5 हर्ट्ज) में अधिकतम आयाम का भागफल और 2.5 प्रत्येक के समय खिड़कियों के लिए ऊपरी डेल्टा आवृत्ति रेंज में अधिकतम आयाम (2-3.4 हर्ट्ज) की गणना करें।
नोट: इस भागफल के मूल्य के रूप में एक उपाय अगर एक थीटा दोलन हुआ फैसला करने के लिए कार्य करता है। थीटा आवृत्ति रेंज की परिभाषा कार्यात्मक राज्य और neuroanatomical circuitry / सिस्टम के आधार पर विश्लेषण किया जा भिन्न हो सकते हैं। - एक के रूप में एक खंड वर्गीकृत "थीटा oscillatory युग," अगर इस खंड के दौरान गणना अनुपात 1.5 से ऊपर है।
नोट: यह गारंटी अधिकतम थीटा आयाम संबंधित 2.5-एस ईईजी के दौरान कम से कम 50% ऊपरी डेल्टा बैंड में आयाम की तुलना में अधिक है किखंड। ध्यान दें कि अनुपात लाइन और / या प्रजातियों का इस्तेमाल किया पर निर्भर करता है अनुकूलन की जरूरत हो सकती है। 2.5 एस के एक अंतराल, एक थीटा दोलन के लिए एक न्यूनतम अवधि का प्रतिनिधित्व करता है कुछ शोर युगों की झूठी सकारात्मक पता लगाने रोकता है, और अन्य प्रकाशनों 19, 26 की सीमा परिभाषाएँ भीतर निहित है। क्योंकि physiologically प्रासंगिक डेल्टा गतिविधि उदाहरण के लिए, गैर थीटा युगों के दौरान प्रकट होता है, धीमी गति की नींद है, जो अत्यधिक थीटा गतिविधि के दौरान घटा है के दौरान ऊपरी डेल्टा आवृत्ति रेंज एक नियंत्रण आवृत्ति बैंड के रूप में कार्य करता है। - हर 1 घंटे अनुभाग के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएँ; इसलिए, हर खंड 2.5 प्रत्येक की लंबाई के साथ 1,440 ईईजी क्षेत्रों के होते हैं।
- सांख्यिकीय पहचान थीटा दोलन युगों के डेटा का मूल्यांकन।
- थीटा युगों का पता चला की कुल अवधि के समय के आंकड़ों की गणना; अलग या पूर्वनिर्धारित समूहों; इस तरह के प्रकाश / अंधेरे के रूप में चक्र,; और दूसरों के मापदंडों।
नोट: संयुक्तStics टी परीक्षण, एनोवा, या Manova, चर पर निर्भर करता है, समूहों की संख्या, स्थिति, आदि शामिल हो सकते हैं - पता चला थीटा युगों के आयाम के आंकड़ों की गणना, लेकिन केवल थीटा आवृत्ति रेंज में (3.5 -: 8.5 हर्ट्ज)।
- पता चला थीटा युगों की आवृत्ति के आंकड़ों का मूल्यांकन, लेकिन केवल थीटा आवृत्ति रेंज में (3.5 -: 8.5 हर्ट्ज)।
नोट: एक थीटा युग की थीटा आवृत्ति आवृत्ति एक थीटा युग की अधिकतम थीटा आयाम करने के लिए संबंधित के रूप में परिभाषित किया गया है।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
थीटा गतिविधि केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) क्षेत्रों की एक विस्तृत श्रृंखला में दर्ज किया जा सकता है। यहाँ, हम murine हिप्पोकैम्पस से थीटा दोलनों के एक विश्लेषण प्रस्तुत करते हैं। इस तरह के दोलनों अलग व्यवहार और संज्ञानात्मक राज्यों के दौरान हो सकता है। यह अत्यधिक दोनों सहज लंबी अवधि, कार्य से संबंधित अल्पकालिक, और औषधीय प्रेरित शर्तों के तहत थीटा दोलनों का विश्लेषण करने की सिफारिश की है।
चित्रा 1 नियंत्रण की शर्तों के तहत एक प्रतिनिधि intrahippocampal सीए 1 रिकॉर्डिंग को दिखाता है। जानवर एक सहज में नहीं है, तो "थीटा राज्य," intrahippocampal ईईजी अक्सर बड़े अनियमित आयाम (LIA) गतिविधि की विशेषता है। मस्करीनिक रिसेप्टर एगोनिस्ट (जैसे, arecoline, pilocarpine, या urethane) अत्यधिक का आयोजन थीटा दोलनों कि atropine (50 मिलीग्राम / किग्रा, आईपी, चित्रा 1) द्वारा अवरुद्ध किया जा सकता है में परिणाम का प्रशासन।
थीटा-(चित्रा 2) के रूप में 2.5 रों ईईजी युगों वर्गीकृत करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। इस वर्गीकरण के आधार पर यह सहज स्थितियों या विशिष्ट व्यवहार और संज्ञानात्मक कार्यों के तहत थीटा दोलनों की कुल अवधि यों के लिए संभव है।
आदेश में एक 30 मिनट ईईजी खंड का विश्लेषण करने के लिए (औषधीय urethane / atropine थीटा विच्छेदन के लिए) के रूप में, हम पहले 0.2-12 हर्ट्ज की एक आवृत्ति रेंज है, जो एक रंग में आयाम (एम वी) को प्रदर्शित करता है के लिए एक समय-आवृत्ति विश्लेषण प्रदर्शन कोडित फैशन (चित्रा 3 ए)। में चित्रा 3 एक स्पष्ट हो जाता है, उच्च आयाम थीटा गतिविधि है, जो ईईजी (सफेद तीर) के एक दृश्य निरीक्षण की पुष्टि की है, डेल्टा आवृत्ति रेंज में एक कम आयाम के साथ है। फिर, की अधिकतम आयामथीटा (3.5-8.5 हर्ट्ज) और डेल्टा (2-3.4 हर्ट्ज) आवृत्ति पर्वतमाला प्लॉट किए जाते हैं (चित्रा 3 बी)। सिस्टेमैटिक सहसंबंध के अध्ययन से पता चला है कि अधिकतम डेल्टा आयाम 1.5 से अधिक करने के लिए अधिकतम थीटा आयाम के अनुपात बेहद संगठित थीटा दोलनों (चित्रा 3 सी) का संकेत है।
चित्रा 4 दर्शाता है कि कैसे urethane (चित्रा 4 द्वितीय में सफेद हलकों) हिप्पोकैम्पस थीटा दोलनों के लिए प्रेरित कर सकते हैं। Urethane एक बहु लक्ष्य दवा है कि मुस्कारिनिक रिसेप्टर्स पर अपने मल्लयुद्ध कार्रवाई की वजह प्रकार द्वितीय थीटा को गति प्रदान कर सकते हैं। एक atropine इंजेक्शन (चित्रा 4 तृतीय) के बाद, इन प्रकार द्वितीय थीटा दोलनों (atropine के प्रति संवेदनशील थीटा दोलनों) को समाप्त कर दिया जाता है। यह विचार करना है कि मस्करीनिक रिसेप्टर एगोनिस्ट, atropine के अलावा, अलग-अलग फ़ार्माकोकायनेटिक गुण है कि थीटा घटना और थीटा नाकाबंदी के समय विशेषताओं को प्रभावित किया है महत्वपूर्ण है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि atropine-असंवेदनशील प्रकार मैं थीटा unaff रहता हैमस्करीनिक रिसेप्टर विरोधियों द्वारा ected।
पूरे थीटा का पता लगाने और मात्रा का ठहराव उपकरण का एक सारांश चित्रा 5 में दिखाया गया है। / थीटा अवधि मतलब यह आयाम, आवृत्ति, और राशि की गणना में यह परिणाम है। पहले से वर्णित तकनीकों के विपरीत, यह उच्च परिशुद्धता के साथ एक तरंगिका आधारित दृष्टिकोण का उपयोग करता है। यहाँ वर्णित विश्लेषणात्मक उपकरण के आवेदन के कई क्षेत्रों है। थीटा दोलनों septohippocampal प्रणाली में उत्पन्न कर रहे हैं और अक्सर neurodegenerative प्रक्रियाओं, जैसे, अल्जाइमर रोग में से प्रभावित कर रहे हैं। अल्जाइमर रोग के कई माउस मॉडल वर्णित किया गया है कि में समरूपता, समाकृतिकता, और predictability बदलती हैं। इन मॉडलों में से कुछ, थीटा गतिविधि में कमी प्रदर्शन करने के लिए सूचित किया गया है, जबकि दूसरों थीटा गतिविधि में वृद्धि प्रदर्शित करने के लिए दिखाया गया है, जिसके लिए कारण निर्धारित किया जाना बना रहता है। हम सफलतापूर्वक थीटा पता लगाने टी लागू कियाool अल्जाइमर रोग 8 की 5XFAD मॉडल में बदल थीटा oscillatory वास्तुकला को चिह्नित करने के लिए यहाँ का वर्णन किया। हालांकि, यह भी मिर्गी अनुसंधान और neuropsychiatric रोगों में लागू किया जा सकता है।
चित्रा 1: C57Bl में / 6 चूहों थीटा दोलन। सहज की स्थिति (आई) और निम्न urethane इंजेक्शन के तहत Radiotelemetric intrahippocampal सीए 1 रिकॉर्डिंग (800 मिलीग्राम / किग्रा, आईपी, द्वितीय)। urethane इंजेक्शन के बाद, अत्यधिक का आयोजन थीटा दोलनों दिखाई देने लगते हैं, जो atropine (50 मिलीग्राम / किग्रा, आईपी) द्वारा अवरुद्ध किया जा सकता है। यह आंकड़ा अनुमति के साथ संदर्भ 20 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2: एक C57BL 6 / माउस से एक गहरी सीए 1 ईईजी रिकॉर्डिंग का एक तरंगिका आधारित विश्लेषण। (ए और बी) दो 2.5-एस ईईजी युगों चित्रित कर रहे हैं, नेत्रहीन के रूप में गैर-थीटा और थीटा खंडों क्रमश: वर्गीकृत। (सी और डी) सीए 1 ईईजी खंडों 0.2-12 हर्ट्ज के दायरे में ए और बी में दिखाया गया है, आयाम कलर-कोडेड होने के साथ के समय आवृत्ति विश्लेषण। सी में समय-आवृत्ति विश्लेषण, आवृत्तियों और समय के बारे में अनियमित, अस्थिर थीटा वास्तुकला दर्शाती है, जबकि अत्यधिक सिंक्रनाइज़ थीटा दोलनों के साथ एक खंड 6 हर्ट्ज की एक लगभग निरंतर आवृत्ति की एक नियमित रूप से, गैर अस्थिर उच्च आयाम थीटा की विशेषता है। अधिकतम डेल्टा आयाम करने के लिए अधिकतम थीटा के अनुपात सी में 1.25 और डी में 4.67, स्पष्ट रूप से वर्गीकृत
चित्रा 3: एक तरंगिका आधारित थीटा जांच उपकरण। (ए) एक 30 मिनट ईईजी खंड के समय आवृत्ति विश्लेषण (नहीं दिखाया गया है) कि urethane प्रशासन निम्न दर्ज किया गया है। जटिल मोर्लेट तरंगिका आधारित विश्लेषण आयाम (एम वी) किया जा रहा कलर-कोडेड साथ 0.2-12 हर्ट्ज की रेंज में प्रदर्शन किया गया था। (बी) इस छवि को थीटा आवृत्ति बैंड (3.5-8.5 हर्ट्ज, हरा) और ऊपरी डेल्टा बैंड (2-3.4 हर्ट्ज, लाल) 30 मिनट ईईजी खंड के लिए की अधिकतम आयाम प्रदर्शित करता है। (सी) यह आंकड़ा अधिकतम थीटा आयाम के अनुपात को दिखाता है(बी में हरा) और अधिकतम डेल्टा आयाम (बी में लाल)। ध्यान दें कि अत्यधिक सिंक्रनाइज़ थीटा दोलनों, सी में suprathreshold अनुपात में यह आंकड़ा 20 से संदर्भ reprinted था के साथ संबंध स्थापित अनुमति के साथ। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 4: औषधीय प्रेरित, उच्च संगठित थीटा दोलन की तरंगिका आधारित विश्लेषण। प्रतिनिधि 30 मिनट ईईजी खंडों () नहीं दिखाया आयाम (एम वी) किया जा रहा कलर-कोडेड साथ 0-12 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में विश्लेषण कर रहे हैं। 800 मिलीग्राम / किग्रा, आईपी पर एक urethane इंजेक्शन, अत्यधिक का आयोजन थीटा दोलनों के खंडित घटना के परिणामस्वरूप लगभग 6 हर्ट्ज (सफेद हलकों) के एक प्रमुख आवृत्ति के साथ। पर एक के बाद50 मिलीग्राम / किग्रा, आईपी पर ropine इंजेक्शन, इन थीटा दोलनों को समाप्त कर दिया जाता है। यह आंकड़ा अनुमति के साथ संदर्भ 20 से reprinted किया गया था। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 5: प्रवाह आरेख अति का आयोजन थीटा दोलन की मात्रा Murine सीए 1 से रिकॉर्डेड illustrating। प्रकार द्वितीय थीटा दोलनों एक नियंत्रण रिकॉर्डिंग (चरण), एक के बाद इंजेक्शन (जैसे, urethane, arecoline, या pilocarpine) चरण, और एक के बाद atropine चरण (A1) का उपयोग कर विश्लेषण किया जा सकता है। 30 प्रत्येक चरण से मिनट ईईजी खंडों (A2) समय-आवृत्ति एक तरंगिका आधारित दृष्टिकोण (बी 1 और बी 2) का उपयोग कर 0.2-12 हर्ट्ज से रेंज में विश्लेषण कर रहे हैं। अगले, थीटा segmenटी पता लगाने शुरू की है (C1), थीटा रेंज के समय आवृत्ति विशेषताओं (3.5-8.5 हर्ट्ज, सी 2) और ऊपरी डेल्टा रेंज (2-3.4 हर्ट्ज, सी 3) ईईजी युगों के लिए है कि 2.5 रों प्रत्येक रहे हैं पर एक करीब देखो दे (सी 4 और सी 5)। बाद में, आयाम थीटा और डेल्टा आवृत्ति रेंज अधिकतम मान (C6 और C7) चित्रण भर में विश्लेषण किया है। थीटा / डेल्टा के अधिकतम आयाम 1.5 से अधिक है, 2.5 रों ईईजी खंड एक परिभाषित आयाम और आवृत्ति (डी 1-D3) के साथ, उच्च संगठित थीटा दोलन (सी 8) के एक युग के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। यह पता लगाने के उपकरण थीटा थीटा दोलन वास्तुकला (E1) की मात्रा का ठहराव के लिए अनुमति देता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
थीटा गतिविधि प्रणालीगत neurophysiology में केंद्रीय प्रासंगिक है। यह मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों में मनाया जा सकता है, विशेष रूप से हिप्पोकैम्पस, जहां यह विशिष्ट व्यवहार और संज्ञानात्मक राज्यों से संबंधित है। इसके अलावा, हिप्पोकैम्पस थीटा औषधीय atropine के प्रति संवेदनशील प्रकार द्वितीय और atropine-असंवेदनशील प्रकार मैं थीटा में भेदभाव किया जा सकता है। प्रकार मैं जैसे चलना या चलाने हरकत से संबंधित होने लगा है, 27, 28, 29, 30, 31, प्रकार द्वितीय सूचना-गतिहीनता राज्य 27, 28, 29, 30 के दौरान देखा जा सकता है, जबकि। सूचना-गतिहीनता राज्यों उदाहरण के लिए 32, निराला और यादृच्छिक टोन या स्पर्श उत्तेजनाओं द्वारा प्रेरित किया जा सकता है। प्रकार द्वितीय थीटा भी देहात से संबंधित हैssive पूरे शरीर रोटेशन 14। उलटी नींद के दौरान, दोनों atropine के प्रति संवेदनशील और atropine प्रतिरोधी थीटा लय वर्तमान 33 हैं। आराम की गतिहीनता राज्य के बड़े अनियमित गतिविधि (LIA), 27 की विशेषता है।
सामान्य में, थीटा दोलनों सहज स्थिति के तहत दर्ज किया जा सकता है, लेकिन यह भी औषधीय प्रेरण निम्नलिखित (जैसे, इस तरह के रूप में urethane मस्करीनिक रिसेप्टर एगोनिस्ट, के आवेदन के माध्यम से, pilocarpine, arecoline, oxotremorine, आदि)। ध्यान दें कि, pharmacodynamically, urethane एक बहु लक्ष्य दवा है कि प्रकार द्वितीय थीटा वृद्धि कर सकते हैं, लेकिन यह भी बाधित प्रकार मैं थीटा है। इसके विपरीत, pilocarpine, arecoline, और चुनिंदा प्रकार प्रेरित oxotremorine द्वितीय थीटा। मस्करीनिक इस्तेमाल किया agonists के फार्माकोकाइनेटिक्स पर निर्भर करता है, यह समय की एक चर राशि लेता है जब तक थीटा दोलनों होते हैं। प्रकार द्वितीय atropine द्वारा प्रभावी रूप से अवरुद्ध हो सकता है। गंभीर, Doमस्करीनिक एगोनिस्ट और विरोधी के संतों के लिए प्रेरित करने और ब्लॉक प्रकार द्वितीय थीटा दोलनों species- और तनाव पर निर्भर कर रहे हैं। इस प्रकार, यह बिल्कुल थीटा दोलनों के शामिल करने के लिए और एक विशिष्ट वैज्ञानिक प्रश्न के लिए उनकी रुकावट के लिए इष्टतम खुराक को जानने के लिए खुराक प्रभाव अध्ययन करने के लिए आवश्यक है। कम समय तक चलने वाले थीटा दोलनों भी इस तरह के tail- या पंजा बन्द रखो के रूप में संवेदी उत्तेजनाओं, द्वारा प्रेरित किया जा सकता है।
वहाँ सामान्य में थीटा गतिविधि को चिह्नित करने के लिए अलग अलग दृष्टिकोण हैं। FFT-आधारित दृष्टिकोण, सतत या टूटनेवाला (आवृत्ति बैंड से संबंधित) सत्ता स्पेक्ट्रम घनत्व (PSD) विश्लेषण / भूखंडों में या अलग-अलग फ्रीक्वेंसी बैंड के लिए एक शक्ति विश्लेषण में जिसके परिणामस्वरूप, मानक दृष्टिकोण है कि आवृत्ति विशेषताओं पर बहुमूल्य जानकारी प्रदान करते हैं।
हालांकि, थीटा वास्तुकला में एक अधिक जटिल अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए, अतिरिक्त दृष्टिकोण आवश्यक होने लगते हैं। विशेष रूप से, एक अलग अंग में रुचि हो सकती हैथीटा izational राज्यों और उनके आवृत्तियों, जो सीधे और सही ढंग से ऊपर उल्लिखित प्रक्रियाओं द्वारा मूल्यांकन नहीं किया जा सकता। इसके विपरीत, उपन्यास विश्लेषणात्मक यहाँ प्रस्तुत तकनीक तरंगिका आधारित है और बहुत से संगठित, अल्पकालिक थीटा दोलनों का मूल्यांकन करने में सक्षम है। वे मानक थीटा शक्ति है, जो भी कंपकंपी, असंतत थीटा गतिविधि मानता के अनुरूप नहीं है। फोकस ईईजी डेटा कि थीटा युगों के लिए विशिष्ट हैं में विशिष्ट समय-आवृत्ति विशेषताओं को प्रकाश में लाना है। इस प्रकार, नई विधि थीटा युगों की झूठी सकारात्मक वर्गीकरण से बचाता है। स्वचालित प्रक्रिया लंबे समय से स्थायी ईईजी डेटा सेट के मूल्यांकन की गारंटी देता है और इसलिए लंबे समय तक अध्ययन के दौरान शारीरिक चक्र (/ प्रकाश अंधेरे चक्र या circadian rhythmicity) के विश्वसनीय सांख्यिकीय तुलना भी शामिल है।
इस प्रोटोकॉल, neurodegenerative रोगों के पशु मॉडल से प्राप्त ईईजी डेटा के विश्लेषण में विशेष महत्व का है विशेष रूप से characteri मेंseptohippocampal में अत्यधिक का आयोजन थीटा वास्तुकला और अन्य तंत्रिका प्रणाली के zation। जटिल और उच्च परिशुद्धता थीटा विश्लेषण ईईजी उंगलियों के निशान है कि भविष्य में ईईजी बायोमार्कर के रूप में सेवा कर सकते हैं निर्धारित करने के लिए मदद कर सकता है।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Carprofen (Rimadyl VET - Injektionslösung) | Pfizer | PZN 0110208208 | 20ml |
| binocular surgical magnification microscope | Zeiss Stemi 2000 | 0000001003877, 4355400000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000 | |
| Dexpanthenole (Bepanthen Wund- und Heilsalbe) | Bayer | PZN: 1578818 | |
| drapes (sterile) | Hartmann | PZN 0366787 | |
| 70% ethanol | Carl Roth | 9065.5 | |
| 0.3% / 3% hydrogene peroxide solution | Sigma | 95321 | 30% stock solution |
| gloves (sterile) | Unigloves | 1570 | |
| dental glas ionomer cement | KentDental /NORDENTA | 957 321 | |
| heat-based surgical instrument sterilizer | F.S.T. | 18000-50 | |
| high-speed dental drill | Adeor | SI-1708 | |
| Inhalation narcotic system (isoflurane) | Harvard Apparatus GmbH | 34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230 | |
| Isoflurane | Baxter 250 ml | PZN 6497131 | |
| Ketamine | Pfizer | PZN 07506004 | |
| Lactated Ringer's solution (sterile) | Braun | L7502 | |
| Nissl staining solution | Armin Baack | BAA31712159 | |
| pads (sterile) | ReWa Krankenhausbedarf | 2003/01 | |
| Steel and tungsten electrodes parylene coated | FHC Inc., USA | UEWLGESEANND | |
| stereotaxic frame | Neurostar | 51730M | ordered at Stoelting |
| (Stereo Drive-New Motorized Stereotaxic) | |||
| tapes (sterile) | BSN medical GmbH & Co. KG | 626225 | |
| TA10ETA-F20 | DSI | 270-0042-001X | Radiofrequency transmitter 3.9 g, 1.9 cc, input voltage range ± 2.5 mV, channel bandwidth (B) 1 - 200 Hz, nominal sampling rate (f) 1,000 Hz (f = 5B) temperature operating range 34 - 41 °C warranted battery life 4 months |
| TL11M2-F20EET | DSI | 270-0124-001X | Radiofrequency transmitter 3.9 g, 1.9 cc, input voltage range ± 1.25 mV, channel bandwidth (B) 1 - 50 Hz, nominal sampling rate (f) 250 Hz (f = 5B) temperature operating range 34 - 41 °C warranted battery life 1.5 months |
| Vibroslicer 5000 MZ | Electron Microscopy Sciences | 5000-005 | |
| Xylazine (Rompun) | Bayer | PZN: 1320422 | |
| Matlab | Mathworks Inc. | programming, computing and visualization software | |
| SPSS | IBM | statistical analysis software |
References
- Vanderwolf, C. H. Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the rat. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 26, 407-418 (1969).
- Kahana, M. J., Seelig, D., Madsen, J. R.
- Varga, V., et al. The presence of pacemaker HCN channels identifies theta rhythmic GABAergic neurons in the medial septum. J Physiol. 586, 3893-3915 (2008).
- Takano, Y., Hanada, Y. The driving system for hippocampal theta in the brainstem: an examination by single neuron recording in urethane-anesthetized rats. Neurosci Lett. 455, 65-69 (2009).
- Goutagny, R., Manseau, F., Jackson, J., Danik, M., Williams, S. In vitro activation of the medial septum-diagonal band complex generates atropine-sensitive and atropine-resistant hippocampal theta rhythm: an investigation using a complete septohippocampal preparation. Hippocampus. 18, 531-535 (2008).
- Manseau, F., Goutagny, R., Danik, M., Williams, S. The hippocamposeptal pathway generates rhythmic firing of GABAergic neurons in the medial septum and diagonal bands: an investigation using a complete septohippocampal preparation in vitro. J Neurosci. 28, 4096-4107 (2008).
- Hangya, B., Borhegyi, Z., Szilagyi, N., Freund, T. F., Varga, V. GABAergic neurons of the medial septum lead the hippocampal network during theta activity. J Neurosci. 29, 8094-8102 (2009).
- Siwek, M. E., et al. Altered theta oscillations and aberrant cortical excitatory activity in the 5XFAD model of Alzheimer's disease. Neural Plast. 2015, 781731 (2015).
- Buzsaki, G. Theta oscillations in the hippocampus. Neuron. 33, 325-340 (2002).
- Buzsaki, G., et al. Hippocampal network patterns of activity in the mouse. Neuroscience. 116, 201-211 (2003).
- Buzsaki, G., Moser, E. I. Memory navigation and theta rhythm in the hippocampal-entorhinal system. Nat Neurosci. 16, 130-138 (2013).
- Shin, J.
- Shin, J., et al. Phospholipase C beta 4 in the medial septum controls cholinergic theta oscillations and anxiety behaviors. J Neurosci. 29, 15375-15385 (2009).
- Shin, J., Kim, D., Bianchi, R., Wong, R. K., Shin, H. S. Genetic dissection of theta rhythm heterogeneity in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 102, 18165-18170 (2005).
- Brown, D. A., Adams, P. R. Muscarinic suppression of a novel voltage-sensitive K+ current in a vertebrate neurone. Nature. 283, 673-676 (1980).
- Senkov, O., Mironov, A., Dityatev, A. A novel versatile hybrid infusion-multielectrode recording (HIME) system for acute drug delivery and multisite acquisition of neuronal activity in freely moving mice. Front Neurosci. 9, 425 (2015).
- Lundt, A., et al. EEG Radiotelemetry in Small Laboratory Rodents: A Powerful State-of-the Art Approach in Neuropsychiatric, Neurodegenerative, and Epilepsy Research. Neural Plast. 2016, 8213878 (2016).
- Papazoglou, A., et al. Non-restraining EEG radiotelemetry: epidural and deep intracerebral stereotaxic EEG electrode placement. J Vis Exp. (112), (2016).
- Csicsvari, J., Hirase, H., Czurko, A., Buzsaki, G. Reliability and state dependence of pyramidal cell-interneuron synapses in the hippocampus: an ensemble approach in the behaving rat. Neuron. 21, 179-189 (1998).
- Muller, R., et al. Atropine-sensitive hippocampal theta oscillations are mediated by Cav2.3 R-type Ca2+ channels. Neuroscience. 205, 125-139 (2012).
- Klausberger, T., et al. Brain-state- and cell-type-specific firing of hippocampal interneurons in vivo. Nature. 421, 844-848 (2003).
- Caplan, J. B., Madsen, J. R., Raghavachari, S., Kahana, M. J. Distinct patterns of brain oscillations underlie two basic parameters of human maze learning. J Neurophysiol. 86, 368-380 (2001).
- Montgomery, S. M., Buzsaki, G. Gamma oscillations dynamically couple hippocampal CA3 and CA1 regions during memory task performance. Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 14495-14500 (2007).
- Kronland-Martinet, R., Morlet, J., Grossman, A. Analysis of sound patterns through wavelet transform. Int J Pattern Recognit Artif Intell. 1, 29 (1987).
- Buzsaki, G., Wang, X. J. Mechanisms of gamma oscillations. Annu Rev Neurosci. 35, 203-225 (2012).
- Goutagny, R., Jackson, J., Williams, S. Self-generated theta oscillations in the hippocampus. Nat Neurosci. 12, 1491-1493 (2009).
- Bland, B. H. The physiology and pharmacology of hippocampal formation theta rhythms. Prog Neurobiol. 26, 1-54 (1986).
- Leung, L. S. Generation of theta and gamma rhythms in the hippocampus. Neurosci Biobehav Rev. 22, 275-290 (1998).
- Shin, J., Talnov, A. A single trial analysis of hippocampal theta frequency during nonsteady wheel running in rats. Brain Res. 897, 217-221 (2001).
- Shin, J. A unifying theory on the relationship between spike trains, EEG, and ERP based on the noise shaping/predictive neural coding hypothesis. Biosystems. 67, 245-257 (2002).
- Kramis, R., Vanderwolf, C. H., Bland, B. H. Two types of hippocampal rhythmical slow activity in both the rabbit and the rat: relations to behavior and effects of atropine, diethyl ether, urethane, and pentobarbital. Exp Neurol. 49, 58-85 (1975).
- Lu, B. L., Shin, J., Ichikawa, M. Massively parallel classification of single-trial EEG signals using a min-max modular neural network. IEEE Trans Biomed Eng. 51, 551-558 (2004).
- Robinson, T. E., Kramis, R. C., Vanderwolf, C. H. Two types of cerebral activation during active sleep: relations to behavior. Brain Res. 124, 544-549 (1977).
