麻酔ラットにおける脳波および局所電位記録の同時実施

要約

出典:Kang, S., et al. Concurrent Recording of Co-localized electroencephalography and local field potential in Rodent. J. Vis. Exp. (2017).

このビデオは、麻酔をかけたラットで共局在脳波(EEG)と局所電位(LFP)を同時に記録する手順を示しています。このプロセスには、ラットを準備し、そのウィスカーパッドに刺激電極を取り付けることが含まれます。脳波クモ電極をラットの頭蓋骨に配置して、表面の脳波を測定します。同時に、マルチチャンネルの微小電極を頭蓋骨のバリ穴から特定の脳領域に挿入し、局所的な脳領域からの神経活動を記録します。

プロトコル

動物モデルを含むすべての手順は、地元の施設動物管理委員会とJoVE獣医審査委員会によって審査されています。

>1. 共局在脳波/LFPセットアップ

1. 綿棒を使用して、バリ穴を囲む頭蓋骨を清掃して乾かします。
2. 導電性EEGペーストをEEGスパイダー電極の平らな面に慎重に置きます。スパイダー電極にEEGペーストの空き穴を開けて、ペーストとスパイダー電極に接触せずにマルチ層の微小電極が穴を通過できるようにします。これにより、EEG電極と微小電極との間の電気的接触が防止されます。
3. クモ電極を頭蓋骨のバリ穴に合わせ、EEGペーストを頭蓋骨に向けてください。
4. クモの電極を頭蓋骨に慎重に押し付け、EEGペーストを介して頭蓋骨にしっかりと接触させます。バリ穴を覆い隠しているペーストをシリンジの針で取り除きます。
5. スパイダー電極と頭蓋骨との間の接触が電極のサイズに空間的に制限されるように、スパイダー電極の周辺を超えて過剰なEEGペーストを取り除きます(図1B)。
6. EEGの参照電極にEEGペーストを塗り、ラットの首の後ろの切開部にしっかりと配置します。
7. 低インピーダンス信号用のパッシブ信号スプリッターを介してEEG電極をプリアンプに接続します(図2)。スパイダー電極のインピーダンスが5kΩ未満であることを確認してください。そうでない場合は、EEGペーストが頭蓋骨にしっかりと接触し、電極がEEGペーストにしっかりと押し込まれていることを確認してください。必要に応じてEEGペーストを追加します。
8. マイクロマニピュレーターアームを脳定位固定装置フレームに取り付けます。線形16チャンネル微小電極(間隔100μm、各サイトの面積177μm²)を、マイクロマニピュレーターアームにしっかりとクリップされた16チャンネルの急性ヘッドステージに接続します。
9. EEGと微小電極の参照電極にEEGペーストを塗りつけてから、切開部の内側にしっかりと配置します(図1A)。
10. マイクロマニピュレーターアームの角度を調整して、微小電極が皮質表面に対して垂直になるようにします。この角度は通常25〜35°です。
11. マイクロマニピュレーターのつまみを回して、マイクロ電極の先端がバリ穴の底にある小さな開口部に向けられ、最上部の電極が皮質表面にちょうど浸透するまで、顕微鏡下で微小電極を下げます。微小電極を硬膜の表面に押し付けないように注意する必要があります。これは電極を壊すためです。
12. 16チャンネルの微小電極を、光ファイバーケーブルを介してデータ収集ユニットに接続されたプリアンプに結合します(図2)。
13. プリアンプ、データ集録ユニット、およびユニットに接続されているコンピューターの電源を入れます。刺激装置ボックスをオンにします。
14. マイクロマニピュレーターのz軸ノブをゆっくりと1,500μmの深さまで回して、微小電極を皮質表面に正常に挿入します。
15. ウィスカパッドに一連の刺激を加え、PCにインストールされたデータ収集ユニットのソフトウェアを使用してPCモニターで16チャンネルの誘発LFPを観察することで、深さを微調整します。マイクロマニピュレーターのz軸ノブを慎重に回して、誘発されたLFPの最大振幅がチャネル7の周りで発生するまで(これは皮質のレイヤーIVと一致するため)。
    手記：同側方脳波電極のセットアップ:一部の実験では、2番目のクモ電極を、バレル皮質の上の無傷の頭蓋骨の同側側に配置しました。この設定により、安静時の両側脳波記録が可能になり、脳波信号に対するバリ穴の影響を調査することができました><。 手記：脳波電極を固定する外科的処置は、頭部の両側の側頭筋が頭蓋骨から慎重に分離され、後ろに縫合され、脳定位固定装置フレームの対応する側にしっかりと結び付けられたことを除いて、上述のものと同じである
    手記： 同時EEG/LFPのセットアップも上記と同じですが、追加のステップとして、第2のスパイダー電極にEEGペーストを装填し、イプシラテラルバレル皮質の上の頭蓋骨にしっかりと押し付けます。

結果

図1:EEG/LFPの同時記録の一般的なセットアップ。(A)セットアップは、イソフルラン麻酔下でのウィスカーパッドの刺激を容易にするための修正されたノーズコーン、ウィスカーパッドに挿入された2つの刺激電極、刺激電極の反対側のバレル皮質の上の頭蓋骨に配置されたスパイダー電極、スパイダー電極を介してバレル皮質に挿入されたマルチチャネルマイクロ電極、およびラットの首の後ろの切開部の内側に配置された参照電極で構成されています。(B)EEGペーストによって頭蓋骨にしっかりと配置されたクモ電極の顕微鏡によるビュー。微小電極は、クモ電極の下の頭蓋骨に開けられたバリ穴に挿入されます。頭皮は、脳定位固定器フレームに結ばれた手術用糸(縫合糸)によって保持されます。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
女性のリスターフードラット	チャールズ・リバーズ
スパイダー電極	ユニメッド電極供給株式会社	SCS24-426
EEGペースト:Ten20	ユニメッド電極供給株式会社	10-20-S
デュアルマイクロマニピュレーターアーム付き脳定位固定装置ホルダー:18°イヤーバー付きデュアルマニピュレーター脳定位固定装置フレーム	WPI(ワールド・プレシジョン・インスツルメンツ)	502603
ステンレス鋼刺激電極	プラスチックスワン	E363/1/SPCの
絶縁型電流刺激装置	メイド・イン・ハウス
16チャンネル微小電極、100μm間隔、各サイト面積177μm2	ニューロネクサス	A1x16-10mm-100-177-A16
16チャンネル急性期ヘッドステージ	タッカー・デビッド・テクノロジーズ社、TDT	RA16AC-Z
プリアンプ:Zシリーズ64チャンネルニューロデジタイジングプリアンプ	TDTの	PZ5-64
パッシブシグナルスプリッター:PZ5用32チャンネルスプリッターボックス	TDTの	エスBOX_PZ5
データ収集ユニット:RZ2 BioAmp Processor。Zシリーズ4-DSP超高性能プロセッサ	TDTの	RZ2-4
イソフルラン	ナショナル・ヴェット・サービス・リミテッド	50878
小動物用イソフルラン麻酔システム	WPIの	EZ-B800Aの
サーモスタット加熱パッド:ラットブランケットシステム230V	ハーバード・ユージフィケーション・イギリス	50-7221-F
眼科用軟膏:Optixcareアイルーブ	ヴィオヴェ	203865
ファラデーケージ	ニューポートコーポレーション	VIS-FDC-3600
防振ワークステーション:Vision IsoStation	ニューポートコーポレーション	M-VIS3660-RG4-325A
酸素濃度計制御ユニットとセンサー: MouseOxPlus, Starr Life Sciences 株。	WPIの	O15001
透明ソフトノーズコーン:Microflex Non-Rebreathing Unit(ラットノーズコーン付き	WPIの	EZ-103Aの