脳幹誘発応答オーディオメトリーは、臨床神経生理学における重要なツールである。今日では、脳幹誘発応答オーディオメトリーは、薬理学的および遺伝的動物モデルの両方を含む基礎科学および前臨床試験にも適用される。ここでは、聴覚脳幹応答をマウスで正常に記録および分析する方法の詳細な説明を提供します。
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この記事について
サマリー
要約
脳幹誘発応答オーディオメトリー(BERA)は、臨床神経生理学における中心的な関連性である。視覚的に誘発された電位(VEP)や身体感覚誘発電位(EP)などの他の誘発電位(EP)技術として、聴覚誘発電位(AEP)は、同一刺激の繰り返し提示によって引き起こされる。その後平均化された脳波(EEG)応答は、明確な正(p)および負(n)の偏向をもたらす。ヒトでは、個々のピークの振幅と遅延の両方を使用して、基礎となる神経回路の同期および伝導速度の変化を特徴付けることができます。重要なことに、AEPは、薬理学的および遺伝的動物モデルにおける聴覚機能を同定し、特徴付けるために、基礎科学および前臨床科学にも適用される。さらに、薬理学的検査と組み合わせた動物モデルは、感音難聴(例えば、年齢または騒音誘発性難聴)の治療における潜在的な利益を調査するために利用される。ここでは、クリックとトーンバーストアプリケーションを使用してマウスの聴覚脳幹誘発応答(AVAR)を記録する方法の詳細かつ統合的な説明を提供します。このプロトコルの具体的な焦点は、実験前の動物ハウジング、麻酔、ABR記録、ABRフィルタリングプロセス、自動ウェーブレットベースの振幅成長関数解析、および遅延検出です。
概要
脳生理学の中心的な側面は、学習、記憶、感情的反応、または運動反応などの異なる固有または外因性の出力をもたらす環境情報を処理する能力です。様々な実験的および診断的アプローチを使用して、刺激関連ニューロン回路内の個々のニューロン細胞型またはクラスター/アンサンブルの電気生理学的応答性を特徴付けることができます。これらの電気生理学的手法は、マイクロ、メソ、マクロスケール1の異なる時空間寸法をカバーしています。マイクロスケールレベルには、培養または急性解離ニューロン1を使用して、異なるパッチクランプモードでの電圧および電流クランプアプローチが含まれます。これらのインビトロ技術は、個々の現在のエンティティとその薬理学的変調2、3の特徴付けを可能にする。しかし、本質的な欠点は、マイクロおよびマクロ回路の情報統合と処理に関する全身情報の欠如です。この障害は、培養ニューロンだけでなく急性脳スライス4においても同時に細胞外多電極記録を可能にする多電極アレイなどのメソスケールのインビトロ技術によって部分的に克服される。5.マイクロ回路は、特定の程度(例えば海馬)に脳のスライスで保存することができるのに対し、長距離相互接続は通....
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プロトコル
すべての動物の手順は、動物ケアに関するドイツ評議会のガイドラインに従って行われ、すべてのプロトコルは、動物のケアに関する地元の機関および国家委員会によって承認されました(ランデサムト・フュル・ナチュラル、ウムウェルト、ウンド・ヴェルブラウチャーシュツ、州ノースライン・ウェストファリア自然・環境・消費者省[LANUV NRW,ドイツ]のオフィス。著者らは、すべての動物実験が1996年に改正された実験動物のケアと使用のための国立衛生研究所の健康ガイド(NIH出版物第80-23号)または英国の動物(科学的手順)法に従って行われたことをさらに証明します。1986および関連するガイドライン、または1986年11月24日(86/609/EEC)および2010年9月22日(2010/63/EU)の欧州共同体理事会指令。使用される動物の数とその苦しみを最小限に抑えるために具体的な努力がなされた(3R[置換、削減、および改良]戦略)。
1. 実験動物
-
実験動物と種の選択
- 特定のヒト疾患に関連する相同性、同位態、および予測可能性の要件を満たすげっ歯類/げっ歯類モデル(マウスまたはラット)でABR研究を行う。これは、翻訳神経科学の基本的な側面の面で特に重要です。
注:利用可能なその他のマウスおよびラット株は、基本的な生理学的および病的特徴36、37、38の違いを
- 特定のヒト疾患に関連する相同性、同位態、および予測可能性の要件を満たすげっ歯類/げっ歯類モデル(マウスまたはラット)でABR研究を行う。これは、翻訳神経科学の基本的な側面の面で特に重要です。
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結果
クリックとトーンバースト呼び出しされた ABR 記録を使用して、聴覚しきい値の差、振幅の増加機能、および遅延比較を評価できます。SPL 増加モードでのクリック呼び起こし APL は、コントロールの図 1と、Ca v 3.2 T 型電圧ゲート Ca2+チャネル (Cav3.2+/-およびCa) に欠けている 2 つの例示的な変異マウスラインに示されています。v3.2 ヌル変異体 [Cav3.2-/-])上で概説したように、性別特異的な調査は、一般的に、ヒト54、55およびマウス56、57における聴覚パラメータの性特異的な相違のために.......
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ディスカッション
このプロトコルは、マウスにおける聴覚誘発脳幹応答を記録する方法の詳細かつ統合的な説明を提供する。これは、動物の前処理、麻酔、および潜在的な方法論的交絡因子に特に焦点を当てます。後者には、とりわけ、性別、マウスライン、年齢、および住宅条件が含まれます。これらの要因はすべて、感音難聴および聴覚情報処理の基本的な側面に影響を与える可能性があることに留意すべきである。したがって、聴覚プロファイリング研究の適切な階層化が必須である。
AEP録音のインストルメンテーションは、過去50~60年で飛躍的に進化し、今日では、技術の適用を強化し、簡素化した商用ABR記録システムが利用可能ですが、新たな落とし穴も導入しています。これらの側面のいくつかについてここで説明します。まず、ユーザーはABRシステム、すなわち、デスクトップまたはラップトップコンピュータ、プリアンプ、アンプ、電極入力ボックス、および潜在的なトランスデューサ(例えば、スピーカー、インサートイヤホン、supra-aural)で構成されるインストルメンテーションに慣れる必要があります。ヘッドフォン、および骨発振器)。特に、記録条件は中心的.......
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開示事項
著者は何も開示していない。
謝辞
著者らは、クリスティーナ・コルブ博士(ドイツ神経変性疾患センター[DZNE])とロバート・スターク博士(DZNE)の動物飼育と動物の健康管理に対する支援に感謝したいと思います。この研究は、連邦薬物医療機器研究所(ブンデスチンスティトゥート・フュル・アルツネイミッテル・ウンド・メディジンプロドゥクテ、BfArM、ボン、ドイツ)によって財政的に支援されました。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| RZ6用AEP/OAEソフトウェア(BioSigRZソフトウェア) | Tucker-Davis Technologies (TDT) | BioSigRZ | |
| 双眼手術用拡大顕微鏡 | Zeiss Stemi 2000 | 0000001003877、4355400000000、0000001063306、4170530000000、4170959255000、4551820000000、4170959040000、4170959050000 | |
| ケージ(マクロロン) | Techniplast | 1264C、1290D | |
| Carprox vet、50mg/ml | Virbac Tierarzneimittel GmbH | PZN 11149509 | |
| 冷光源 | Schott KL2500 LCD | 9.705 202 | |
| コットンチップアプリケーター (滅菌) | カール・ロス | EH12.1 | |
| カスタムメイドメッシュメタル ファラデーケージ (ステンレス鋼、厚さ 2 mm、メッシュサイズ 1 cm) | カスタムメイド | ||
| 5% デクスパンテノール (Bepanthenアイ&ノーズクリーム) | バイエルVital GmbH | PZN:01578681 | |
| 使い捨て皮下ステンレス鋼Needle 電極、27GA、12mm | ロチェスターエレクトロメディカル株式会社 | S03366-18 | |
| 外科用ドレープシート(滅菌) | Hartmann | PZN 0366787 | |
| エタノール、70% | Carl Roth | 9065.5 | |
| 1/4 ''フリーフィールドメジャーキャリブレーションマイクキット | Tucker-Davis Technologies(TDT) | PCB-378C0 | |
| (滅菌) | Unigloves | 1570 | |
| フ鉗子湾曲、鋸歯状 | FST | 11052-10 | |
| GraphPad Prism 6 ソフトウェア、V6.07 | GraphPad Prism Software, Inc. | https://www.graphpad.com/ | |
| 熱式手術器具滅菌器 | FST | 18000-50 | |
| ホメオサーミック 加熱ブランク | ThermoLux | 461265/-67 | |
| ケタネスト S (ケタミン)、25mg/ml | ファイザー | PZN 08707288 | |
| リンガー」 | B.Braun | PZN 01471434 | |
| Matlabソフトウェア | MathWorks, Inc. | ||
| Medusa 4チャンネル ローインペデッド。ヘッドステージ | タッカー・デイビス・テクノロジーズ (TDT) | RA4LI | |
| Medusa 4チャンネル・プリアンプ/デジタイザー | タッカー・デイビス・テクノロジーズ (TDT) | RA4PA | |
| マイク | PCB Pieztronics | 378C01 | |
| マルチフィールドスピーカー - ステレオ | タッカー・デイビス・テクノロジーズ (TDT) | MF1-S | |
| オシロスコープ | テクトロニクス | DPO3012 | |
| Optibitインターフェース用光PC1エクスプレスカード) | タッカー・デイビス・システムズ(TDT) | PO5e | |
| Askina Braucelパッド(セルロース吸収パッド) | B.Braun | PZN 8473637 | |
| プリアンプ | PCB Pieztronics | 480C02 | |
| RZ6マルチI/Oプロセッサシステム(BioSigRZ) | タッカー・デイビス・テクノロジーズ(TDT) | RZ6-A-PI | |
| 0.9%生理食塩水(NaCl、滅菌) | B.Braun | PZN:8609255 | |
| SigGenRZソフトウェア | Tucker-Davis Technologies (TDT) | https://www.tdt.com/ | |
| Software R (version 3.2.1) + Reshape 2 (Version 1.4.1) + ggplot 2 (version 1.0.1) + datatable (version 1.9.4), + gdata (version 2.13.3), + pastecs (version 1.3.18), + Waveslim (version 1.7.5), + MassSpecWavelet (version 1.30.0) | The R Foundation, R Core Team 2015 | Open Source Software (自由配布可能) | |
| 防音キュービクル | Med Associates Inc. | ENV-018V | |
| 標準パターン鉗子、長さ 12cm および 14.5 cm | FST | 11000-12、11000-14 | |
| ロイコシルクテープ | BSN medical GmbH & Co. KG | PZN 00397109 | |
| 組織鉗子- 1x2 歯 12cm | FST | 11021-12 | |
| Uniprotect 換気キャビネット | Bioscape | THF3378 | |
| 換気キャビネット | テクニプラスト | 9AV125P | |
| キシラジン(ロンプン)、2% | バイエルバイタルGmbH | PZN 1320422 |
参考文献
- Sporns, O., Tononi, G., Kotter, R. The human connectome: A structural description of the human brain. PLOS Computational Biology. 1 (4), e42(2005).
- Bebarova, M. Advances in patch clamp technique: towards higher quality and quantity. Ge....
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