쥐 EEG에서 매우 조직 된 세타 진동의 자동 감지

이 절차의 전반적인 목표는 이식 가능한 EEG 방사선 원격 측정을 사용하여 마우스에서 약리학적으로 유도된 고도로 조직화된 세타 진동을 분석하는 것입니다. 이 메시지는 장기 해마 EEG 무선 원격 측정 기록을 사용하여 마우스 EEG에서 고도로 조직화된 세타 진동을 유도, 감지 및 정량화하는 방법과 같은 전신 신경 과학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 대규모 쥐 해마 EEG 기록에서 고도로 조직화된 세타 진동을 분석하는 데 도움이 된다는 것입니다.

이 기술의 의미는 세타 부정맥과 같은 빈도 변화가 종종 이와 관련이 있기 때문에 알츠하이머 병과 같은 신경 정신 및 신경 퇴행성 질환의 치료로 확장됩니다. 이 방법은 쥐 해마 세타 부정맥에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만, 인간 후속 적응을 포함한 다른 종의 EEG 기록에도 적용할 수 있습니다. 일반적으로 의식이 새로운 경우 세타 진동의 감지 분석에는 적절한 EEG 전극 이식과 세타 유도가 필요하기 때문에 이 방법은 어려움을 겪을 것입니다.

전극을 삽입하기 전에 팁에서 파릴렌 코팅을 긁습니다. 다음으로, 전극의 두개외 부분을 송신기의 스테인리스강 나선에 기계적으로 클립합니다. 그리고 필요한 길이로 줄이십시오.

무선 주파수 송신기를 이식하려면 마취된 마우스를 수술대에 놓고 안면 마스크를 통해 동물에게 이소플루란을 계속 전달합니다. 꼬리 핀치 반사, 발 핀치 반사 및 호흡수를 확인하여 마취 깊이를 확인하십시오. 다음으로 두피에서 체모를 제거하고 면도한 두피를 70% 에탄올과 요오드 기반 스크럽으로 소독합니다.

그 후 메스를 사용하여 이마에서 목초부까지 두피의 정중선을 절개합니다. 그런 다음 수술용 가위를 사용하여 혈액 박리를 수행하여 동물 등의 한쪽에 피하 주머니를 준비합니다. 그런 다음 송신기를 피하 파우치에 삽입하고 유연한 송신기 리드의 초과 길이를 파우치에 넣습니다.

그런 다음 코 클램프를 사용하여 두개골을 고정합니다. 그런 다음 실험 동물을 입체 프레임에 놓습니다. 그리고 이어바를 설정합니다.

두개골에 0.3%의 과산화수소를 바르면 조직을 제거하고 두개골 봉합사와 브레그마 및 람다와 같은 두개골 랜드마크를 시각화하는 데 도움이 됩니다. 다음으로, 최대 속도로 무압 모드에서 고속 신경외과 드릴을 사용하여 선택한 좌표에 구멍을 뚫습니다. 적절한 전극을 선택하고 이식 전에 70% 에탄올을 사용하여 전극을 멸균합니다.

전극 유형은 실험 요구 사항에 따라 신중하게 선택해야 합니다. 일반적으로 파릴렌 코팅 텅스텐 또는 스테인리스강 전극이 가장 일반적입니다. 그런 다음 유리 이오노머 시멘트를 사용하여 전극을 고정하고 시멘트가 완전히 경화될 때까지 기다립니다.

다음으로, 비흡수성 봉합사 재료로 반복해서 봉합사를 사용하여 두피를 닫습니다. 수술 후 통증 관리를 위해 이식 후 4일 동안 하루에 한 번 카프로펜을 피하로 투여합니다. 기록 또는 주입 실험 전에 10-14일 동안 동물이 회복할 수 있도록 합니다.

이 절차에서는 마그네틱 스위치를 사용하여 무선 주파수 송신기를 활성화합니다. 최소 24시간에서 48시간 동안 장기 해마 EEG 기록을 수행합니다. 장기 기록의 EEG 진폭 및 EEG 주파수 특성 분석은 세타 진동의 일주기 의존성과 특정 행동 및 인지 상태 또는 작업과의 연관성에 대한 자세한 통찰력을 제공합니다.

세타 진동의 약리학적 유도를 위해 말초 무스카린 반응을 피하기 위해 메스코폴라민으로 동물을 전처리하십시오. 그 후, 세타 시작을 위해 마우스에 우레탄 또는 무스카린 수용체 작용제를 1회 투여합니다. 약 60분 후 아트로핀을 주입하여 아트로핀에 민감한 2형과 아트로핀에 민감하지 않은 1형 세타 진동을 구별합니다.

그리고 녹음을 계속하십시오. EEG 전극 배치를 확인하려면 스테인리스 스틸 전극을 절단하고 무선 주파수 송신기를 제거하십시오. 그런 다음 쥐를 희생하고 신경두개에서 뇌를 제거합니다.

전극 배치를 검증하기 위해 접착제를 사용하여 추출된 뇌를 Vibroslicer의 조직 홀더에 장착합니다. 그리고 뇌를 100마이크로미터 크기의 관상 동맥 조각으로 자릅니다. 슬라이스를 유리 슬라이드에 장착하고 표준 조직학적 절차를 사용하여 nissl blue로 염색합니다.

올바른 EEG 전극 배치 기준을 충족하는 경우에만 분석을 위해 동물을 통합하십시오. CA1 영역의 경우, 깊은 전극의 끝은 CA1 피라미드 층 내부에 국한되어야 합니다. EEG 데이터를 업로드합니다.

다음은 예시적인 30분 EEG 세그먼트입니다. 여기에 표시된 복잡한 Morlet 웨이블릿 함수를 시간 주파수 분석을 위해 사용합니다. 시간 주파수 분석을 위해 주파수 범위는 0.2 - 12Hz 사이로 설정되고 단계 크기는 0.1Hz로 설정됩니다. EEG 세그먼트의 이 색상으로 구분된 시간 주파수 플롯은 세타 및 상위 델타 주파수 범위를 보여줍니다.

여기서, 추출된 2.5초 EEG 에포크가 세타 세그먼트에 대해 분석됩니다. 세타 범위의 최대 진폭을 상위 델타 범위의 진폭으로 나눈 값이 1.5보다 크기 때문에 이 세그먼트는 세타 진동 에포크(theta oscillatory epoch)로 분류됩니다. 이는 최대 세타 진폭이 계산된 EEG 에포크에서 상위 델타 대역의 진폭보다 최소 50% 높다는 것을 보장합니다.

이 그림은 EEG 기록에서 고도로 조직화된 세타 진동과 세타 검출 측정의 상관 관계를 보여주며, 여기서 세타 진동 세그먼트를 통계적으로 정량화하고 분석할 수 있습니다. 다음은 시각적으로 각각 non-theta 및 theta 세그먼트로 분류된 두 개의 2.5초 EEG epoch입니다. 그리고 다음은 0.2 내지 12 Hz의 범위에서 위의 해당 그래프에 표시된 CA1 EEG 세그먼트의 시간 주파수 분석입니다.진폭이 색상으로 구분 된 상태에서 비 세타 EEG 세그먼트의 시간 주파수 분석은 시간의 주파수에 관한 규칙적인 변동 세타 아키텍처를 나타냅니다.

고도로 동기화된 세타 진동이 있는 세그먼트는 거의 일정한 주파수인 6Hz의 규칙적이고 변동이 없는 높은 진폭 세타를 특징으로 하는 반면, 최대 델타 진폭에 대한 최대 세타의 비율은 이 맵에서 1.25이고 이 맵에서 4.67입니다. 이 EEG 에포크를 세타 진동 EEG 세그먼트로 명확하게 분류합니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 한 시간 안에 완료할 수 있습니다.

이 절차에 따라 다른 EEG 대역의 시간 주파수 분석 또는 자동 발작 감지와 같은 다른 방법을 수행하여 다른 EEG 대역이 영향을 받는지, 어떻게 결합되어 있는지, 신경 과흥분성과 관련이 있는지와 같은 질문에 답할 수 있습니다. 개발 후 이 기술은 전신 신경과학 분야의 연구자들이 알츠하이머병 마우스 모델과 같은 형질전환 마우스 모델에서 해마 세타 구조의 변화를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 고도로 조직화된 세타 진동을 유도, 감지 및 분석하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.