Name: Non restrittivo EEG Radiotelemetry: epidurale e Deep intracerebrale Stereotassica EEG Posizionamento degli elettrodi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-25T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 58 s
Description: Impara a registrare EEG a lungo termine in roditori liberi di muoversi con radiotelemetria non restrittiva. Questo metodo utilizza elettrodi epidurali e intracerebrali stereotassici per studiare disritmie, epilessia e malattie neuropsichiatriche.

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Gli autori desiderano ringraziare la Dott.ssa Christina Ginkel (Centro Tedesco per le Malattie Neurodegenerative, DZNE), la Dott.ssa Michaela Möhring (DZNE) e il Dott. Robert Stark (DZNE) per l'assistenza nell'allevamento e nella cura della salute animale. Questo lavoro è stato sostenuto finanziariamente dall'Istituto federale per i farmaci e i dispositivi medici (Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte, BfArM) di Bonn, Germania.

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Impiantabile EEG radiotelemetria è di importanza centrale, in quanto è una tecnica non restrittivo consentendo animali da laboratorio di eseguire il loro repertorio di comportamento 1,3. Questo è di grande interesse in quanto l&#39;approccio telemetrica permette non solo le registrazioni EEG spontaneo, ma anche registrazioni in compiti cognitivi e le impostazioni analitiche circadiani, come ad esempio T-labirinto, labirinto radiale, labirinto d&#39;acqua, attività di privazione del sonno o quando una registra...

Radiotelemetry è un approccio metodologico più prezioso per misurare vari parametri comportamentali e fisiologici in animali coscienti sfrenate di varie dimensioni, in particolare nel contesto di EEG, ECG, EMG, pressione sanguigna, temperatura corporea o misurazione dell&#39;attività 1-7. Teoricamente, qualsiasi specie possono essere analizzati utilizzando impiantabile radiotelemetria EEG da roditori da laboratorio, come topi e ratti ai gatti, cani, maiali e primati 3,8. Anche i pesci, rettili e anfibi sono oggetto di indagine radiotelemetrico 9. Negli ultimi due decenni, impiantabile radiotelemetria EEG ha dimostrato di essere prezioso per la caratterizzazione dei vari modelli animali transgenici di malattie umane, come epilessie, disturbi del sonno, neurodegenerative e disturbi neuropsichiatrici 7,10-12. In passato, numerosi approcci metodologici di raccolta dati fisiologici tra cui biopotenziali da topi e ratti sono stati discribed. Indossato in sistemi giacca registratore, i metodi di contenzione fisica, radiotrasmettitori non impiantati e dei sistemi frenati hanno ricevuto l&#39;attenzione principale in passato 13,14. Oggi, vari sistemi di fissaggio radiotelemetrico sono disponibili in commercio. Tuttavia, uno schermo letteratura anche rivelato 29 pubblicazioni che descrivono lo sviluppo di sistemi radiotelemetrico self-made 15-40. Considerando che i sistemi in casa sono probabilmente meno costoso e più facile da adattare, commercialmente sistemi disponibili sono semplice, di relativamente facile da installare e può essere configurato rapidamente. Impiantabile EEG radiotelemetria ha una serie di vantaggi rispetto alle tecniche concorrenti quali i metodi di contenzione fisica, indossati nei sistemi di giacca o approcci legato. Questi ultimi sono di ritenuta per definizione, vale a dire., L&#39;animale non è in grado di muoversi o il suo comportamento normale è compromessa. Potrebbe anche essere necessario anestetizzare l&#39;animale per l&#39;acquisizione di riDati responsabile. I moderni sistemi frenati, tuttavia, sono probabilmente meno restrittivo, ma questo deve essere scientificamente validati. Radiotelemetry dall&#39;altro permette animali per esporre la loro piena repertorio di comportamento senza limitazioni spazio-temporali e, quindi, è pensato per essere superiore a frenare approcci ed essere più predittiva dei risultati che potrebbero essere acquisiti nell&#39;uomo 1,3. E &#39;noto per un bel po&#39; che gli approcci di ritenuta possono drasticamente modificare i parametri fisiologici fondamentali, ad es., Assunzione di cibo, la temperatura corporea, la pressione sanguigna e della frequenza cardiaca e l&#39;attività fisica, per esempio 3. Sistemi Tethered rappresentano approccio uno ancora ampiamente usato restrittivo classica 13,14. Gli elettrodi che sono elettrodi sia epidurale o profondi sono generalmente collegati ad una presa miniatura che è ancorato al cranio. La presa in sé è esposto per il fissaggio di un cavo che permette relativamente libera circolazione dell&#39;animale. Although oggi sistemi frenati sono diventati estremamente filigrana e altamente flessibile, uno dei principali svantaggi è, che è ancora semi-restrittivo. Inoltre, ci potrebbe essere un rischio di infezione nel sito di impianto di elettrodi come gli animali tendono a manipolare le periferiche esterne provenienti dal loro corpo (testa). Anche se la tecnologia wireless radiotelemetria in varie specie è già stata descritta in fine degli anni &#39;60 e ha così esiste da decenni, ma solo recentemente è divenuta accessibile, affidabile, e relativamente facile da usare 10,41,42, in particolare nei piccoli roditori di laboratorio tali come topi e ratti. Piccoli, miniatura trasmettitori EEG impiantabili sono ora disponibili in commercio e possono essere impiantati in topi maggiori di 20 g (~ 10 settimane). Così, la caratterizzazione elettrofisiologica di modelli di topi transgenici in particolare, è diventato un campo predominante di applicazione impiantabile radiotelemetria EEG questi giorni. dimensioni degli animali non è più una restrizione sperimentale assolutozione, mentre la durata della vita delle batterie dei trasmettitori in effetti è. Nonostante il suo limitato tempo di vita, i sistemi di trasmettitore impiantabili sono in grado di ridurre al minimo la maggior parte degli svantaggi legati alla potenziale di stress registrazione associata con sistemi di ritenuta. Roditori possono presentare il loro armamentario completo del comportamento fisiologico tra cui riposo, attività locomotoria (esplorazione) e dormire (REM, sonno a onde lente) 43,44. È importante sottolineare che, radiotelemetria impiantabile in grado di ridurre fortemente l&#39;uso degli animali 3. Attualmente, vi è un intenso dibattito su come limitare il numero di animali da esperimento nel campo della scienza e ridurre la loro sofferenza. Chiaramente, la sperimentazione animale e modelli animali di malattie umane e animali sono essenziali per la nostra comprensione della linea di fondo fisiopatologia e successivi progressi nella terapia. Inoltre, gli esperimenti sugli animali sono fondamentali nella ricerca e sviluppo di farmaci. Essi sostanzialmente contribuiscono a preclinici / studi tossicologici in licenza di drogaimpegnandosi in tal modo sia la cura umana e animale. E &#39;degno di nota, che attualmente alternative sono ancora disponibili per la ricerca animale per comprendere i complessi meccanismi fisiopatologici che sarebbe altrimenti impossibile da suscitato. Allo stesso tempo, la 3R, vale a dire., La sostituzione, la riduzione e la strategia di perfezionamento in Europa e negli Stati Uniti incoraggia fortemente la ricerca di metodi complementari e alternative. Radiotelemetry è un esempio importante di una strategia 3R successo come si può ridurre il numero di animali sperimentali e loro sofferenza rispetto ad altre tecniche. Qui forniamo un approccio dettagliato e contigua passo-passo per eseguire un sacchetto impianto sottocutaneo di un trasmettitore a radiofrequenza in entrambi i topi e ratti. Questa prima sequenza è seguita da una descrizione di epidurale stereotassica e profondo intracerebrale posizionamento degli elettrodi EEG. Particolare attenzione è rivolta alle condizioni di stabulazione, l&#39;anestesia, peri- e dolore post-operatoriola gestione e l&#39;eventuale trattamento anti-infettivi. L&#39;attenzione si concentra su un approccio stereotassico 3D computerizzato di indirizzare in modo affidabile le strutture intracerebrali epidurale e profonde. Commentiamo anche frequenti insidie ​​sperimentali in EEG impianto di elettrodi e le strategie per la riduzione del trauma e l&#39;ottimizzazione della gestione del dolore durante il recupero post-operatorio. Infine, esempi di superficie e registrazioni EEG profonde sono presentati.

<table><tbody><tr><td>Carprofene (Rimadyl VET - InjektionA2:D43sl&ouml; Pfizer</td><td></td> <td>PZN 0110208</td><td>20 ml</td></tr><tr><td>Microscopio chirurgico binoculare con ingrandimento</td><td>Zeiss Stemi 2000</td><td>0000001003877, 4355400000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000</td><td></td></tr><tr><td>Bulldog serrefine</td><td>F.S.T.18051-28</td><td></td> <td>28 mm</td></tr><tr><td>Gabbie (Macrolon)</td><td>Techniplast</td><td>1264C, 1290D</td><td></td></tr><tr><td>Sorgente luminosa fredda</td><td>Schott KL2500 LCD</td><td>9.705&nbsp; 202</td><td>ordinati da Th.Geyer</td></tr><tr><td>Applicatori di punte in cotone (sterili)</td><td>Carl Roth&nbsp;</td><td>EH12.1</td><td></td></tr><tr><td>Dexpanthenole (Bepanthen Wund- und Heilsalbe)</td><td>Bayer</td><td>PZN: 1578818</td><td></td></tr><tr><td>Teli (sterili)</td><td>Hartmann</td><td>PZN 0366787</td><td></td></tr><tr><td>70% etanolo</td><td>Carl Roth&nbsp;</td><td>9065.5</td><td></td></tr><tr><td>Soluzione di perossido di idrogeno 0,3%/3%</td><td>Sigma</td><td>95321</td><td>Soluzione madre al 30%&nbsp;</td></tr><tr><td>Guanti (sterili)</td><td>Unigloves</td><td>1570</td><td></td></tr><tr><td>Cemento vetroionomerico dentale</td><td>KentDental /NORDENTA</td><td>957 321</td><td></td></tr><tr><td>Soluzione di glutaraldeide al 2%</td><td>Sigma</td><td>G6257</td><td></td></tr><tr><td>Graefe Forcipe curvo, seghettato</td><td>F.S.T.</td><td>11052-10</td><td></td></tr><tr><td>Halsey Micro Needle Holder-Carburo di tungsteno</td><td>F.S.T.12500-12</td><td></td> <td>12,5 cm</td></tr><tr><td>Sterilizzatore per strumenti chirurgici a base di calore</td><td>F.S.T.</td><td>18000-50</td><td></td></tr><tr><td>Termoforo</td><td>AEG HK5510</td><td>520010</td><td>ordinato su myToolStore</td></tr><tr><td>Trapano dentale ad alta velocità</td><td>Adeor</td><td>SI-1708</td><td></td></tr><tr><td>Forbici per iride extra sottili&nbsp;</td><td>F.S.T.14058-09</td><td></td> 9 <td>cm</td></tr><tr><td>Sistema narcotico per inalazione (isoflurano)</td><td>Harvard Apparatus GmbH</td><td>34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Baxter 250 ml</td><td>PZN 6497131</td><td></td></tr><tr><td>Ketamina</td><td>Pfizer</td><td>PZN 07506004</td><td></td></tr><tr><td>Ringer lattato' s soluzione (sterile)</td><td>Braun</td><td>L7502</td><td></td></tr><tr><td>Lexar-Baby Forbici-dritte, 10 cm</td><td>F.S.T.14078-10</td><td></td> <td>10 cm</td></tr><tr><td>Soluzione colorante Nissl</td><td>Armin Baack</td><td>BAA31712159</td><td></td></tr><tr><td>Materiale di sutura non assorbibile 5-0/6-0 (sterile)</td><td>SABANA (Sabafil)</td><td>N-63123-45</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Covidien (Sofsilk)</td><td>S1172, S1173</td><td></td></tr><tr><td>Halsey Porta aghi</td><td>F.S.T.12001-13</td><td></td> <td>13 cm</td></tr><tr><td>Cuscinetti (sterili)</td><td>ReWa Krankenhausbedarf</td><td>2003/01</td><td></td></tr><tr><td>0,9% soluzione salina (NaCl, sterile)</td><td>Braun</td><td>PZN:8609255</td><td></td></tr><tr><td>Lame per bisturi con manico (sterile)</td><td>propraxis</td><td>2029/10</td><td></td></tr><tr><td>Standard Pattern Pinze</td><td>F.S.T.1100-12</td><td>, 11000-14</td><td>12 cm e 14,5 cm di lunghezza</td></tr><tr><td>Elettrodi in acciaio e tungsteno rivestiti in parilene&nbsp;</td><td>FHC Inc., Stati Uniti)</td><td>UEWLGESEANND</td><td></td></tr><tr><td>Telaio stereotassico</td><td>Neurostar</td><td>51730M</td><td>ordinato a Stoelting</td></tr><tr><td>(Stereo Drive-New Motorized Stereotaxic)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nastri (sterili)</td><td>BSN medical GmbH & Co. KG</td><td>626225</td><td></td></tr><tr><td>TA10ETA-F20&nbsp;</td><td>DSI</td><td>270-0042-001X</td><td>Trasmettitore a radiofrequenza 3,9 g,&nbsp; 3,9 g, 1,9 ml, intervallo di tensione di ingresso & plusmn; 2,5 mV, larghezza di banda del canale (B) 1 - 200 Hz,&nbsp; frequenza di campionamento nominale (f) 1.000 Hz (f = 5B) intervallo di temperatura operativa 34 - 41 gradi C durata della batteria garantita 4 mesi</td></tr><tr><td>TL11M2-F20EET&nbsp;</td><td>Trasmettitore a radiofrequenza DSI</td><td>270-0124-001X</td><td>&nbsp; 3,9 g, 1,9 ml, intervallo di tensione di ingresso & plusmn; 1,25 mV, larghezza di banda del canale (B) 1 - 50 Hz,&nbsp; frequenza di campionamento nominale (f) 250 Hz (f = 5B) intervallo di temperatura operativa 34 - 41 gradi C garantito durata della batteria 1,5 mesi</td></tr><tr><td>Pinze per tessuti - 1x2 denti 12 cm</td><td>F.S.T.11021-12</td><td></td> <td>12 cm di lunghezza Forbici</td></tr> per <tr><td>iride in carburo di tungsteno</td><td>F.S.T.14558-11</td><td></td> <td>11,5 cm</td></tr><tr><td>Vibroslicer 5000 MZ</td><td>Microscopia elettronica</td><td>Sciences 5000-005</td><td></td></tr><tr><td>Xilazina (Rompun)</td><td>Bayer</td><td>PZN: 1320422</td><td></td></tr></tbody></table>

non restrittivo eeg radiotelemetry: epidurale e deep intracerebrale stereotassica eeg posizionamento degli elettrodi

Non-restraining EEG Radiotelemetry: Epidural and Deep Intracerebral Stereotaxic EEG Electrode Placement

Impiantabile EEG radiotelemetria è rilevante centrale nella caratterizzazione neurologica di modelli transgenici murini di malattie neuropsichiatriche e neurodegenerative, nonché epilessie. Questa potente tecnica non solo fornisce preziose informazioni sui meccanismi fisiopatologici alla base, vale a dire., L&#39;eziopatogenesi delle malattie del sistema nervoso centrale connessi, facilita anche lo sviluppo di nuovi traslazionale, vale a dire., Approcci terapeutici. Mentre le tecniche di concorrenti che fanno uso di sistemi di registratore utilizzato in giacche o sistemi frenati soffrono di loro restrittivo non fisiologica a carattere semi-restrittivo, registrazioni EEG radiotelemetrico ovviare a questi inconvenienti. Tecnicamente, impiantabile EEG radiotelemetria consente la misurazione precisa e molto sensibile della EEG, intracerebrali epidurale e profonde in varie condizioni fisiologiche e fisiopatologiche. In primo luogo, vi presentiamo un protocollo dettagliato di un dritto in avanti, con successo,tecnica rapido ed efficiente per registrazioni epidurale (superficie) EEG conseguente electrocorticograms alta qualità. In secondo luogo, abbiamo dimostrato come impiantare profonde, elettrodi intracerebrali EEG, ad esempio, nell&#39;ippocampo (electrohippocampogram). Per entrambi gli approcci, un sistema di elettrodi di impianto stereotassico 3D informatizzato. Il trasmettitore a radiofrequenza si è impiantato in una tasca sottocutanea in topi e ratti. Particolare attenzione deve anche essere pagato al pre-, peri- e post-operatorio trattamento degli animali da esperimento. Preparazione preoperatoria di topi e ratti, anestesia idonei nonché la gestione e il trattamento del dolore postoperatorio sono descritte in dettaglio.

Questa sezione illustra esempi ottenuti dalla superficie e, registrazioni EEG intracerebrali profonde. Inizialmente è opportuno precisare che le registrazioni di base in condizioni fisiologiche sono obbligatori prima di registrazioni successive seguenti ad esempio, il trattamento farmacologico. Tali registrazioni di base possono fornire preziose informazioni circa l&#39;interdipendenza funzionale del cervello con ritmicità diversi stati comportamentali o sonno / ritmicità circad...

Non restrittivo EEG radiotelemetria è un approccio metodologico valido per registrare in vivo elettroencefalogrammi a lungo termine dai roditori liberi di muoversi. Questo protocollo dettagliato descrive epidurale stereotassica e profondo posizionamento degli elettrodi intracerebrale in diverse regioni del cervello per ottenere registrazioni affidabili di CNS ritmicità e fasi comportamentali correlati CNS.

Non restrittivo EEG Radiotelemetry: epidurale e Deep intracerebrale Stereotassica EEG Posizionamento degli elettrodi

Implantable EEG radiotelemetry is of central relevance in the neurological characterization of transgenic mouse models of neuropsychiatric and ...

L'obiettivo generale di questa procedura sperimentale è registrare elettroencefalogrammi a lungo termine con posizionamento stereotassico epidurale ed intracerebrale di elettrodi in diverse regioni cerebrali di roditori in libera mobilità, utilizzando una telemetria EEG senza restrizioni. Questo metodo può aver risposto a domande fondamentali nel campo della neuroscienza sistemica, integrativa e traslazionale, come ad esempio le disritmie e le malattie neurologiche e neuropsichiatriche, nonché l'epilessia. Il principale vantaggio di questa tecnica è che consente registrazioni EEG epidurali e profonde intracerebrali da roditori in libera mobilità, che fungono da modelli animali di malattie umane.Julien Soos, uno studente laureando del nostro laboratorio, mostrerà la tecnica. Per preparare l'elettrodo epidurale, estrarre con la pinzetta la punta del filo del trasmettitore dall'isolamento in silicone in modo che risulti piegata ad un angolo di 90 gradi. Accorciare la punta del filo.Per preparare l'elettrodo profondo, esporre l'elica in acciaio inossidabile del cavo del trasmettitore estraendola dall'isolamento in silicone. Inserire meccanicamente l'elettrodo profondo nel cavo del trasmettitore. Ricollegare il cavo del trasmettitore all'elettrodo cerebrale profondo per garantire una connessione stabile.Quindi piegare l'elettrodo ad un angolo di 90 gradi e accorciarlo alla lunghezza richiesta. Per iniziare questa procedura, rasare la testa di un topo completamente anestetizzato. Successivamente, disinfettare l'area rasata utilizzando etanolo al 70% e una soluzione detergente a base di iodio.Posizionare l'animale in posizione prona su una coperta riscaldata per mantenere la temperatura corporea durante l'anestesia. Utilizzando un bisturi, praticare un'incisione mediana sul cuoio capelluto, dalla fronte fino al collo. Successivamente, aprire una tasca sottocutanea a partire dal sito dell'incisione nucale lungo il fianco laterale dell'animale, mediante dissezione ottusa con forbici chirurgiche.Successivamente, iniettare un millilitro di cloruro di sodio 0,9% nella tasca sottocutanea. In seguito, posizionare un trasmettitore con i fili di rilevamento orientati in senso craniale nella tasca sottocutanea al fianco, vicino alla regione addominale ventrale. In questa procedura, posizionare l'animale anestetizzato sul telaio stereotassico.Posizionare con attenzione la testa utilizzando barre auricolari e una pinza nasale in modo che i punti di riferimento metrici cranici brahma e lambda del cranio siano allo stesso livello. Successivamente, pulire il periostio con bastoncini di cotone senza danneggiare i muscoli temporali e occipitali. Dopodiché, applicare perossido di idrogeno sul cranio per evidenziare la sutura cranica, il brahma e il lambda.Preparare il sistema stereotassico 3D per le coordinate del bersaglio. Praticare i fori del bersaglio alla velocità massima senza applicare pressione. Posizionare l'elettrodo di registrazione sulla superficie della corteccia motoria per la registrazione dell'EEG.Quindi fissare gli elettrodi con cemento dentale per garantire una forte adesione al neurocranio sottostante e lasciare asciugare il cemento per cinque minuti. Posizionare l'elettrodo di riferimento epidurale sulla corteccia cerebellare, poiché si tratta di una regione elettroencefalograficamente silente, e fissarlo anch'esso con il cemento. Dopo aver praticato i fori alle coordinate di interesse, utilizzando il sistema stereotassico, collegare l'elettrodo profondo al braccio verticale del dispositivo stereotassico.Posizionare l'elettrodo profondo nella regione CA1. Successivamente, fissare l'elettrodo con cemento dentale per garantire un'adesione solida al neurocranio sottostante. Posizionare l'elettrodo epidurale sulla corteccia cerebellare e fissarlo anch'esso con cemento dentale.Lasciare asciugare il cemento per cinque minuti prima di chiudere l'incisione con punti di sutura. Questo schema mostra che un elettrodo differenziale epidurale viene posizionato sulla corteccia motoria. Un ulteriore elettrodo differenziale intracippocampale viene posizionato nella regione CA1 dell'ippocampo.Entrambi gli elettrodi di riferimento pseudopseudo sono localizzati sul cervelletto. Questa sezione coronale illustra la localizzazione dell'elettrodo intracranico profondo per la registrazione dell'elettroippocampagramma. Qui viene mostrato un ingrandimento dell'elettrodo profondo per EEG, del filo di rilevamento del trasmettitore a radiofrequenza e del loro posizionamento sulla superficie del cranio speculare.Queste registrazioni intracipocampali della regione CA1 sono state effettuate nei topi dopo un trattamento acuto con acido caìnico al primo, terzo e quinto giorno successivo all'iniezione. Questa figura illustra esempi di EEG epidurali e profondi simultanei nel modello di epilessia del lobo temporale mediale indotta da pilocarpina nei ratti. Una volta acquisita padronanza, questa tecnica può essere eseguita in 30-45 minuti, a seconda del numero di elettrodi da impiantare e delle regioni bersaglio, se eseguita correttamente.Nel corso di questa procedura, è necessario prestare particolare attenzione ai parametri vitali degli animali anestetizzati. I modelli murini e ratini transgenici e farmacologici di malattie umane possono infatti presentare differenze nella suscettibilità all'anestesia. Al termine di questa procedura, è possibile eseguire ulteriori analisi comportamentali, cognitive ed elettrofisiologiche, come il labirinto a T, il labirinto standard o le registrazioni di potenziali evocati, al fine di indagare ulteriori quesiti, ad esempio in che modo la ritmicità dipenda da diverse fasi funzionali o cambi in seguito a ripetute esposizioni a stimoli.Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come eseguire un posizionamento accurato di elettrodi EEG superficiali e profondi in topi e ratti, utilizzando un dispositivo stereotassico tridimensionale e una radiotelemetria EEG impiantabile.

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

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