Name: 子豚を自由に移動するから非侵襲的脳波 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 5 s
Description: 学ぶ 子豚の自由移動下での非侵襲的テレメトリ脳波記録法。鎮静なしで自然環境で非レム睡眠時の脳波パターンを観察し、皮質発達と動物福祉評価の研究に貢献します。

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ヘルムート ・ ショイレーベ ホーフグート Neumühle で豚舎で研究を実施する機会のために感謝したいと思います。

すべてのプロシージャ (#23177-07/G10-1-010/G 15-15-011) ローカル倫理委員会で承認された、欧州およびドイツの国民の規則 (欧州社会理事会指令、86/609/ECC が続いたTierschutzgesetz)。
すべての動物手術は医療センターのヨハネス ・ グーテンベルク大学マインツ アニマル ・ ケア委員会の規則に従って。
1. セットアップ
<ol><li>実験前に回線のノイズを確認し、アンテナとセットアップの適切な場所を見つけます。回線のノイズが 60 か 50 Hz の正弦波として表示されます。 注意: アンテナと送信機と受信機間の距離特にの配置は、システムの伝送強さによって決まります。ここで使用されるシステムは、調整可能です。それは比較的低消費電力、約 3 の m 伝送可能にされました。また、豚舎で金属フェンスできる信号を湿らせ、干渉を引き起こします。この場合、金属製のケージ内にアンテナを配置する必要です。</li>
	<li>ケーブル ドラムを使用して電源をセットアップします。使用されている特定のテレメトリ システムのラップトップ、レシーバー ユニット、アナログ-デジタル変換 (必要な場合) に接続します。 注: ここで使用される遠隔測定システムは、受信機にデジタル データを送信しました。これは、他のシステムの異なる場合があります。</li>
	<li>ミキシング ブロックと同様、電極、接着剤、綿棒とワイプを別のテーブルに配置します。</li>
	<li>短いケーブルの電極を準備します。電極をカットし、動物のサイズに応じて、可能な限り短い長さを再度半田付け。ケーブル必要がありますデータの転送、遠隔の脳波ユニットと頭の上の目的の記録の位置を接続するのに十分な長さ。長すぎるケーブルを反跳し、皮膚接着剤シリコーン ・ エラストマーで覆われている必要があります。反跳する必要があります長いケーブルは、大きくて重いシリコーン修正パッチを作る。</li>
</ol>2. 子豚
<ol><li>胸部、脚でつかんで子豚をキャッチします。それを保持し、排便や排尿に注意してください。</li>
	<li>必要に応じて、番号を持つ子豚をマークします。</li>
	<li>タオルで子豚をラップします。子豚が静まるでしょう。子豚の過熱の注意してください。</li>
	<li>体や前腕で片手で子豚を保持します。鼻を保持するために他の手を使用します。子豚の過熱に注意してください、それは正常な呼吸に無料かどうかを確認します。</li>
</ol>3. 電極
<ol><li>電極を接続する 2 番目の人があります。</li>
	<li>水やエタノールで汚れから肌をクリーンアップします。必要な場合は、頭部を剃る。</li>
	<li>研磨の脳波ゲルと q-ティップ、死んだ皮膚細胞を削除します。その後研磨ジェルを取り外します。また、サンドペーパーを使用します。</li>
	<li>目的の場所に自己粘着性の電極を修正します。(耳) 間小脳上接地電極を配置と鼻の上参照電極。目的の場所に記録電極を配置します。 注: この場合、単極記録だったため、実行参照は中立的な立場 (鼻部) に置かれました。ない標準化されたシステム利用できるある子豚の今まで。ここでは、頭頂部記録位置は、左右の脳半球に (目と耳) の間使用されました。</li>
	<li>テレメトリ ユニットにケーブルを接続します。ユニットの電源を入れます。テレメトリ システムの使用によってこれは磁気スイッチまたは無線周波数のウェイク アップ信号かもしれません。</li>
	<li>テレメトリ ユニットをカバーし、すべてのケーブル 2 成分皮膚接着シリコーンゴムを使用だけでなく、すべての電極 (材料の表を参照してください)。両方のコンポーネントの同量を混合することによって硬化時間が 1 分の目の範囲になり、まつげは、ゴムに覆われるべきであるないです。</li>
	<li>シリコーン ゴムが完全に硬化するまで待ちます。</li>
	<li>豚小屋に戻って子豚を配置します。</li>
	<li>ピグレット (数分) の時間の長い期間にわたって不快の徴候を示しているかどうかを確認します。</li>
</ol>4. 測定
<ol><li>通常の 30 後子豚が治りました (餌、遊んで、寝ている)、その兄弟とその動作を同期を開始するまでを待つ s (図 1)。</li>
	<li>必要な場合は、睡眠段階を待ちます。録音時間は、特定の科学的問題に依存します。ここでは、10 分のレコーディング セッションが使用されました。</li>
	<li>テレメトリ ユニットは、他の 2 以上の子豚で覆われている、信号が受信機の低すぎる可能性があります。彼らは上に眠っている場合、子豚を離れて軽く押します。の種をまくに注意してくださいそれは積極的に反応する可能性があります。</li>
	<li>データ集録ソフトウェアが記録を開始 (材料の表を参照してください)。</li>
</ol>5. 仕上げ加工
<ol><li>(通常数時間) 記録をキャッチ後子豚再びとして記載されている手順 2 で。の種をまくに注意してくださいそれは積極的に反応する可能性があります。</li>
	<li>1 つのエッジにシリコン ラバーをそっと持ち上げます。その後、電極およびテレメトリ ユニットを含むシリコーン ゴムのパッチ全体を削除します。子豚の目に注意します。</li>
	<li>豚小屋に戻って子豚を配置します。</li>
</ol>

<ol><li>Conrad, M. S., Sutton, B. P., Dilger, R. N., Johnson, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vivo+three-dimensional+magnetic+resonance+imaging-based+averaged+brain+collection+of+the+neonatal+piglet+%28Sus+scrofa%29%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">An in vivo three-dimensional magnetic resonance imaging-based averaged brain collection of the neonatal piglet (Sus scrofa).</a> PLoS ONE. 9 (9), e107650(2014).</li>
<li>de Camp, N. V., Hense, F., Lecher, B., Scheu, H., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Models+for+preterm+cortical+development+using+non+invasive+clinical+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Models for preterm cortical development using non invasive clinical EEG.</a> Translational Neuroscience. 8, 211-224 (2017).</li>
<li>Lapray, D., Bergeler, J., Dupont, E., Thews, O., Luhmann, H. J. A novel telemetric system for recording brain activity in small animals. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/profile/Oliver_Thews/publication/229035898_A_novel_telemetric_system_for_recording_brain_activity_in_small_animals/links/02e7e516666923d52e000000/A-novel-telemetric-system-for-recording-brain-activity-in-small-animals.pdf">Telemetry: Research, Technology and Applications</a>. Barculo, D., Daniels, J. , Nova Science Publishers. 195-203 (2009).</li>
<li>Kim, D., Yeon, C., Kim, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+experimental+validation+of+a+dry+non-+invasive+multi-channel+mouse+scalp+EEG+sensor+through+visual+evoked+potential+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Development and experimental validation of a dry non- invasive multi-channel mouse scalp EEG sensor through visual evoked potential recordings.</a> Sensors. 17, 326(2017).</li>
<li>Moshayedi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+glial+cell+mechanosensitivity+and+foreign+body+reactions+in+the+central+nervous+system%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The relationship between glial cell mechanosensitivity and foreign body reactions in the central nervous system.</a> Biomaterials. 35, 3919-3925 (2014).</li>
<li>Barrese, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Failure+mode+analysis+of+silicon-based+intracortical+microelectrode+arrays+in+non-human+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Failure mode analysis of silicon-based intracortical microelectrode arrays in non-human primates.</a> Journal of Neural Engineering. 10, 066014(2013).</li>
<li>Hellström-Westas, L., Rosén, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroencephalography+and+brain+damage+in+preterm+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Early+Human+Development%22%5BJournal%5D)">Electroencephalography and brain damage in preterm infants.</a> Early Human Development. 81, 255-261 (2005).</li>
<li>Lloyd, R. O., Goulding, R. M., Filan, P. M., Boylan, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overcoming+the+practical+challenges+of+electroencephalography+for+very+preterm+infants+in+the+neonatal+intensive+care+unit%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Paediatrica%22%5BJournal%5D)">Overcoming the practical challenges of electroencephalography for very preterm infants in the neonatal intensive care unit.</a> Acta Paediatrica. , 152-157 (2015).</li>
<li>Clancy, B., Finlay, B. L., Darlington, R. B., Anand, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extrapolating+brain+development+from+experimental+species+to+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotoxicology%22%5BJournal%5D)">Extrapolating brain development from experimental species to humans.</a> Neurotoxicology. 28, 931-937 (2007).</li>
<li>Iyer, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+burst+dynamics+predict+clinical+outcome+early+in+extremely+preterm+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Cortical burst dynamics predict clinical outcome early in extremely preterm infants.</a> Brain. 138, 2206-2218 (2015).</li>
<li>Luhmann, H., de Camp, N., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+brain+activity+in+preterms%3A+mathematics+helps+to+predict+clinical+outcome%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Monitoring brain activity in preterms: mathematics helps to predict clinical outcome.</a> Brain. 138, 2114-2125 (2015).</li>
<li>Dragomir, A., Akay, Y., Curran, A. K., Akay, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complexity+measures+of+the+central+respiratory+networks+during+wakefulness+and+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Complexity measures of the central respiratory networks during wakefulness and sleep.</a> Journal of Neural Engineering. 5, 254-261 (2008).</li>
<li>Peever, J., Fuller, P. M. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29161567">The biology of REM sleep.</a> Current Biology. 27, R1237-R1248 (2017).</li>
<li>Robert, S., Dallaire, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polygraphic+Analysis+of+the+sleep-wake+states+and+the+REM+Sleep+periodicity+in+domesticated+pigs+%28Sus+scrofa%29%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">Polygraphic Analysis of the sleep-wake states and the REM Sleep periodicity in domesticated pigs (Sus scrofa).</a> Physiology & Behavior. 37 (2), 289-293 (1986).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

プロトコルの重要なステップは、十分な皮膚の接触電極、特に接地電極低ノイズで安定した録音を達成するためにです。さらに、豚は非常に機敏なので、シリコーン ゴム電極とテレメトリ ユニットを保護するためにシステム全体をカバーすることが重要です。さらに、スラット床で安定に実験を行う場合は、小型のデバイスまたはコネクタに注意します。
自己粘着ゲル電極の不十分なグリップの場合可能な限り研磨クリームを削除しようとします。死んだ皮膚の外層を削除する別の方法は、サンドペーパーを使用しています。アルコールとの前処理が必須ではありません。汚い肌は、水で洗浄することができます。テレメトリ システムを修正する体二重シリコーンの代わりに石膏ストリップを使用しないでください。石膏ストリップ皮膚の炎症や不快感のある巨大な看板があります。そのような場合に非常に高速なシステムの子豚を取り除きます。
メソッドの制限は、ハイドロゲル電極の安定性です。録音品質の損失で、その結果、数時間後乾燥があります。さらに、すべての脳波技術と同様、強い動きが通常録音トレース (、<s...

子豚は、神経科学1新興モデル システムです。橋渡し研究を強化するために、我々 は気ままな子豚2 (図 1および図 2) から非侵襲的、臨床脳波を記録する方法を発明しました。脳波、脳の成熟に関連する脳波パターンについての並進使用の 2 つの前提条件は、非侵襲的な方法論、臨床設定と鎮静剤や麻酔の禁欲に匹敵します。自己粘着性電極との組み合わせで 1 ch テレメトリー システム3その後約 5 分で修正できる、豚を処理プロシージャから迅速にリカバリし、餌や睡眠、その他の行動を同期させる豚と雌豚。
にもかかわらず、すでに鎮静動物4から非侵襲的な脳波を使用する試みがある、動物から脳波研究のほとんどを侵襲的アプローチを行っています。これらのメソッドは、炎症性プロセス注入電極5,6周りに関する副作用を持っている、ほとんどの場合、彼らは注入脳波システムの外部コンポーネントによる動物の社会的分離を必要と。したがって、これらのデータを臨床コンテキストの翻訳は難しいです。トランスレーショナル アプローチの必要性は、実際には、それはまだ知られていない臨床、非侵襲的な脳波7で「普通の」脳成熟皮質発育初期の表現方法によって明らかになっています。この知識のギャップは早産から脳波に関連付けられている技術的な課題による8の赤ちゃん。動物のモデル システムでは、ほとんどの動物は、人間の大脳皮質発達9と比較すると「早産脳」と生まれているので初期皮質発達のパターンいますアクセス。皮質の開発は、2種の保存されたパターンがある他に最近示されている preterm 赤ちゃんから脳波では、個々 の臨床結果を後の人生10,11時に予測できるも。ここで説明する方法は、大隅の並進の側面の便利です。

<table><tbody><tr><td>使い捨て接着剤 表面銀/塩化銀電極</td><td>Spes Medica S.r.l.、ジェノバ、イタリア</td><td></td><td>自己接着性ヒドロゲル電極</td></tr><tr><td>Abralyt HiCl</td><td>Easycap GmbH</td><td></td><td>研磨クリーム</td></tr><tr><td>ボディダブルファスト</td><td>Smooth On Inc.</td><td></td><td>皮膚接着シリコーン</td></tr><tr><td>テレメトリシステム</td><td></td><td></td><td>内部開発</td></tr><tr><td>Picolog 1216</td><td>Pico Technology</td><td></td><td>ADコンバーター</td></tr><tr><td>ラップトップ</td><td></td><td></td>パナソニック<td>頑丈なラップトップ</td></tr><tr><td>レシーバー</td><td></td><td></td><td>内部開発</td></tr></tbody></table>

子豚を自由に移動するから非侵襲的脳波

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

メソッドは、直接豚舎で豚を自由に移動から高品質脳波の記録を許可します。標準的な自己粘着ゲル電極との組み合わせで 1 ch 遠隔脳波システムを使用します。豚は、鎮静剤を使用せず落ち着いて。豚舎に彼らのリリース後、子豚は正常に動作-彼らは飲む、睡眠、兄弟と同じサイクルで。自分の睡眠段階は、脳波記録に使用されます。

関連付けられている、非-レム睡眠, スピンドル バーストや子豚 (図 1および図 2) を自由に移動するから、デルタのブラシのような典型的な脳波を記録することができました。代表的なパターンに興味を持っていた主の間にレム睡眠は、以外の非常に低振幅とレム様睡眠12の段階もされている (図 3) を記録しました。生理とレム睡眠の量は、種13によって異なります。数分の範囲で短いレム段階豚14の典型的であります。(母乳) (図 4) を給餌中に良好な記録品質が利用可能なも。動作を再生に関しては強い筋活動は、筋アイテムにつながるしかし、脳波のバンドを抽出するフィルターを設計されています。さらに可能な分析ツー...

ここでは、レコード遠隔脳波に直接鎮静剤を使わない豚舎で豚を自由に移動からのプロトコルを提案、バースト典型的な脳波パターンを記録中にレム睡眠は、以外の主軸のようすることが可能。

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

この方法は、皮質の発達に関する神経科学分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、動物を鎮静させる必要がないことです。一般に、この方法に不慣れな個人は、動物が目覚めているときに扱われ、実験者が迅速に作業する必要があるため、苦労します。実験を開始する前に、セットアップに適した場所を見つけてください。ケーブルドラムを使用してセットアップにライン電源を供給し、使用する特定のテレメトリシステムに必要なラップトップ、レシーバーユニット、およびアナログ-デジタルコンバーターを接続します。電極、接着剤、綿棒、ワイプ、ミキシングブロック、サンドペーパー、研磨剤を別のスペースに置き、動物のサイズに応じて電極をできるだけ短い長さに切断してはんだ付けします。ケーブルは、動物の頭部の記録電極位置からデータ伝送用の遠隔脳波ユニットに接続するのに十分な長さでなければなりません。すべての材料の準備ができたら、子豚を脚または胸部で捕まえ、排便や排尿の可能性に注意します。必要に応じて子豚に番号を付け、動物をタオルで包んで落ち着かせます。片手で子豚を体または前腕に持ち、もう一方の手で鼻を制御しながら、アシスタントに動物の皮膚をきれいにしてもらい、必要に応じて適切なツールを使用して古い皮膚を取り除きます。記録電極を適切な実験位置に配置します。小脳の上の接地電極と鼻の上の参照電極。すべての電極を配置したら、ケーブルをテレメトリーユニットに接続して電源を入れます。テレメトリーユニット、ケーブル、電極を2液型皮膚接着シリコーンゴムで覆い、シリコーンゴムが完全に硬化したら、子豚をペンに戻し、不快感の兆候がないかさらに数分間動物を監視します。実験を開始する前に、ラインノイズがないか確認すると、子豚は約30秒後に回復し、兄弟との行動の同期を開始する必要があります。スリープフェーズを待ってから記録を開始し、必要に応じてテレメトリユニットから眠っている兄弟をそっと動かします。記録期間の終わりに、雌豚を悪化させずに子豚を再度捕まえ、一方の端でシリコーンゴムをそっと持ち上げてから、電極とテレメトリーユニットを含むシリコーンゴムのパッチ全体を取り外し、子豚の目に注意し、子豚をペンに戻します。実証されているようにテレメトリーユニットを使用すると、スピンドルバーストやデルタブラシなどのノンレム睡眠に関連する脳波パターンを、自由に動く子豚からキャプチャできるだけでなく、非常に低い振幅のレム睡眠のような睡眠のフェーズからキャプチャできます。授乳中にも高品質の録音を達成できます。このメッセージは、動物福祉の評価にも役立つ可能性があります。その開発後、この技術は、発生神経科学の分野の研究者が覚覚している動物の脳波パターンを調査する道を開きました。

noninvasive-eeg-recordings-from-freely-moving-piglets

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