Le registrazioni EEG ad alta densità dei Topi muoversi liberamente utilizzando Polyimide a base di microelettrodi
11 gennaio 2011
In questo articolo, abbiamo descritto la procedura di chirurgia e la movimentazione suggerimenti per l'impianto di ultra-sottile a base di poliammide array di microelettrodi (PBM-array) sul cranio del mouse per l'acquisizione ad alta densità encefalografia (EEG) in un modello murino.
Ciao, sono Mina Lee del Gen Choice Laboratory presso il Center for Neuroscience del Korea Institute of Science and Technology. Oggi dimostreremo la condizione di EG ad alta densità nel modello di massa con array di micro elettrodi a base di polietilene. La procedura prevede l'installazione degli strumenti, la preparazione degli animali per l'intervento chirurgico e l'esecuzione di interventi di chirurgia stereotossica.
Dopo l'intervento, eseguiremo la registrazione EEG e quindi analizzeremo i dati. Iniziamo. Prima di iniziare l'intervento, predisporre gli strumenti stereotossici e tutto il materiale necessario.
L'ambiente deve essere pulito. Prepara il topo per l'intervento chirurgico. Dimostrerò l'intervento chirurgico di oggi utilizzando un topo ibrido di base sei nero J 1 29 s quattro S-V-J-A-E di 17 settimane.
Possiamo anche usare topi più pesanti di 25 grammi. Anetizzare il topo con un'iniezione IP di cocktail contenente 120 milligrammi per chilogrammo, ketamina e sei milligrammi per chilogrammo di uscita. Pizzicare delicatamente la coda del topo, per assicurarsi che il topo sia anestetizzato abbastanza profondamente da procedere con l'intervento chirurgico.
Per iniziare l'intervento chirurgico, montare l'animale sullo stereo tossico a parte. Posiziona le barre d'aria nel connel del mouse una per una e rendilo stretto. Metti un po' di metanolo sulla sua testa e poi modella la parte più lontana della sua testa.
Iniettare, praticare un'incisione anteriore posteriore tra gli occhi e tra le orecchie e il cranio. Pizzicare la pelle del mouse utilizzando delle micro pinze per mantenere l'incisione larga. Rimuovere qualsiasi tessuto o membrana rimanente dal cranio con gli scambi di taglio sterilizzati.
Metti il pennarello sopra la sua testa. Contrassegna i punti lambda BMA. Quindi rimuovere il pennarello e segnare i punti utilizzando una vecchia penna migliore.
Proprio nel segno. Il punto. Porta l'elettrodo a pellicola sopra la testa e metti una goccia di acqua T sul cranio.
Posiziona il BMA al centro del quinto strato dell'Ontario del poli miglior micro electro array. Stendere accuratamente la pellicola dalla parte mediale a quella successiva con i batuffoli di cotone morbido d'acqua. Dare qualche minuto fino a quando non si asciuga completamente.
Questo aiuta con una migliore aderenza. Fai tre segni di penna con una penna a base di olio nello spazio residuo. Questi segni sono dove forerai.
Fare molta attenzione a non toccare l'interno con i fori. Posizionare le tre viti di sterzo sterili sul cranio e posizionarle fino a quando non sono ben aderenti al cordone. Mescolare una densa miscela di liquido, liquido, accuratamente cemento dentale e coprire la pellicola, le viti dell'elettrodo e il resto del cranio.
Prepara un altro lotto e usalo per coprire completamente l'elettrodo. Scoprire nuovamente le viti per fissarlo. Ricorda, quest'uomo non dovrebbe essere sotto l'elettrodo della pellicola.
Metti un doppio segno con del nastro adesivo sul retro del piano del connettore. Posiziona un bastoncino rigido come una cinghia al centro del cranio usando una colla forte. Nell'esperimento di oggi, uso la punta di un tampone da taglio per questo passaggio del bastone, manipolo la posizione del connettore in modo che sia all'indietro fino a quando non entra in contatto con la punta del punto di taglio.
La distanza tra il cranio e il connettore deve essere superiore a cinque millimetri. Attacca il piano del connettore sulla punta del batuffolo di cotone aggiungendo una colla forte. Coprire il resto dell'area aperta con cemento acrilico ul.
Dopo l'indurimento del cemento, rimuovere le pinze e mescolare la pelle. Rimuovi il mouse dal parus e copri lo spazio extra. Con il cemento dentale acrilico applicare l'antibiotico sodio intorno al cemento e all'area della sutura.
Metti il topo nella sua gabbia e fornisci un elenco di cinque giorni per il recupero. Collegare il mouse all'EEG e tirare il fuoco e dare più di un'ora per l'abitazione. Dopo un'ora di registrazione EEG, abbiamo eseguito l'acquisizione di EEG ad alta densità in un modello murino con un array di micro elettrodi a base di poli.
Quando si esegue questa procedura, è importante ricordarsi di maneggiare delicatamente la pellicola electro Tri perché ha uno spessore di soli sette micrometri. A, è necessaria una goccia di acqua del rubinetto quando si riordina l'elettrodo. Se si salta questo passaggio, l'elettrodo può essere ruotato facilmente e assicurarsi che i denti acrilici realizzati con alta viscosità non permeino sotto la pellicola.
Dopo la registrazione, conduciamo analisi offline utilizzando il laboratorio di metanfetamina per disegnare diversi grafici cerebrali per visualizzare chiaramente le attività cerebrali nei topi. Questo è il segnale EEG multicanale rappresentativo dopo l'iniezione di GBL. Nel pannello di sinistra, è possibile visualizzare i segnali e multicanale rappresentativi dopo l'iniezione di GBL nel pannello di destra.
Vengono presentate mappe topografiche cerebrali come il ritardo medio di potenza, la forza di picco media e la mappa di probabilità media di insorgenza delle crisi. Quindi questo è tutto. Grazie per l'attenzione.
Panoramica
Questo articolo dimostra la procedura chirurgica per l'impianto di un array di microelettrodi a base di poliimide (PBM-array) sul cranio del topo, permettendo l'acquisizione EEG ad alta densità in un modello di topo.
Componenti principali dello studio
Area della scienza
- Neuroscienza
- Eletrofisiologia
- Ingegneria biomedica
Contesto
- L'EEG ad alta densità è cruciale per studiare l'attività cerebrale.
- Gli array di microelettrodi a base di poliimide offrono vantaggi nella qualità della registrazione.
- Comprendere le tecniche chirurgiche è essenziale per un impianto di successo.
- I modelli di topo sono comunemente usati nella ricerca neuroscientifica.
Obiettivo dello studio
- Fornire un protocollo chirurgico dettagliato per l'impianto del PBM-array.
- Facilitare le registrazioni EEG ad alta densità nei topi.
- Migliorare i metodi di acquisizione dati nella ricerca neuroscientifica.
Metodi utilizzati
- Preparazione degli strumenti chirurgici e anestesia animale.
- Implementazione di tecniche di chirurgia stereotassica.
- Manipolazione attenta dell'array di microelettrodi ultra-sottile.
- Recupero post-chirurgico e acquisizione dei dati EEG.
Risultati principali
- Impianto riuscito del PBM-array sul cranio del topo.
- Registrazioni EEG di alta qualità ottenute dopo la chirurgia.
- L'analisi dei dati ha rivelato significativi modelli di attività cerebrale.
- Dimostrazione dell'importanza di tecniche chirurgiche accurate.
Conclusioni
- La procedura descritta è efficace per l'acquisizione EEG ad alta densità.
- La corretta manipolazione dell'array di microelettrodi è fondamentale.
- Questo metodo può far progredire la ricerca nell'analisi dell'attività cerebrale.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
High-density EEG in freely moving mice enables mechanistic de-risking of neural circuit hypotheses by linking electrophysiological signatures to behavior in genetically tractable models. This approach supports target validation in neuropsychiatric drug discovery by providing quantitative, reproducible readouts of network activity relevant to disease mechanisms. The polyimide-based microelectrode array enhances signal fidelity and chronic recording capacity, improving predictive confidence in preclinical efficacy assessments.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through correlation of EEG rhythms with specific behavioral states in disease-relevant models.
- Operational Value: Provides a standardized platform for functional target validation using large-scale neural activity as a phenotypic readout.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable, multivariate EEG outputs suitable for assay development in CNS drug screening programs.
- Operational Value: Supports assay standardization through chronic, reusable electrode implants that reduce inter-session variability.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Facilitates translational biomarker identification by aligning mouse EEG signatures with human EEG correlates in neuropsychiatric disorders.
- Operational Value: Enables longitudinal monitoring of target engagement and circuit modulation across preclinical study phases.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from hypothesis generation through lead optimization by supplying dynamic, systems-level neural data that informs target selection and compound prioritization.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by revealing how genetic or pharmacological manipulations affect large-scale brain network dynamics.
- Screening: Delivers high-dimensional, time-resolved EEG readouts that enhance compound screening resolution beyond single-neuron or bulk measures.
- Analytics: Enables quantitative comparison of conditions via spectral power, coherence, and seizure probability metrics derived from multichannel recordings.
- Translational Research: Aligns with biomarker strategies by capturing EEG phenotypes predictive of clinical outcomes in epilepsy and sleep disorder models.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable neurophysiological platform applicable across multiple CNS indication programs and target classes.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing ambiguity in target mechanism through direct observation of network-level effects.
- Operational Value: Improves reproducibility and scalability of EEG experiments via standardized surgical protocols and chronic implant design.
- Strategic Value: Enhances go/no-go decision quality by providing objective, systems-level efficacy data early in the discovery pipeline.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted advancement by identifying compounds with favorable network modulation profiles before costly preclinical investment.
Implementation Considerations
- Requires expertise in stereotaxic surgery and microelectrode handling due to the array’s ultra-thin, bifurcated structure.
- Depends on access to electrophysiology instrumentation capable of high-density signal acquisition and synchronization with behavioral monitoring.
- Necessitates standardization of postoperative care and recovery timelines to ensure consistent signal quality across animals.
- Involves adaptation considerations for different mouse strains and genetic backgrounds affecting skull thickness and surgical access.
- Limited by the technical challenge of preventing fluid permeation under the film electrode during dental cement application, as noted in the protocol.
