Recording Brain Signals from Freely Moving Piglets
JoVE Encyclopedia of Experiments
Neurowetenschap
0 weergaven • 2:52 min • July 8th, 2025
Begin with an awake piglet wrapped in a towel for comfort.
Clean the piglet's head.
Use an appropriate tool to remove dead skin cells, then cleanse the area.
To record brain signals, attach a ground electrode over the cerebellum and a reference electrode on the nose.
Place the recording electrode at the desired location on the brain.
Connect the electrodes to the telemetry unit, which wirelessly transmits data from the electrodes to the receiver for monitoring.
Activate the telemetry unit.
Cover the telemetry unit and electrodes with silicone rubber and allow it to solidify.
Let the piglet acclimate and display normal behavior.
Record brain signals from the active piglet.
After recording, carefully recapture the piglet.
Remove the silicone patch containing the embedded electrodes and telemetry unit, and return the piglet to the pigpen.
Mark the piglet with a number as necessary, and wrap the animal in a towel to calm it down. Holding the piglet with one hand at the body or forearm, and using the other hand to control the snout, have an assistant clean the animal's skin using an appropriate tool to remove any dead skin as necessary.
Place the recording electrodes at the appropriate experimental locations — the ground electrode above the cerebellum, and the reference electrode on the snout. When all of the electrodes have been placed, connect the cables to the telemetry unit and turn it on. Cover the telemetry unit cables and electrodes with two components skin adhesive silicone rubber.
When the silicone rubber is completely cured, place the piglet back into the pen and monitor the animal for several more minutes for any signs of discomfort. Before beginning the experiment, check for any line noise. The piglet should recover and begin synchronizing its behavior with its siblings after about 30 seconds. Wait for a sleep phase and begin the recording, gently moving any sleeping siblings from the telemetry unit as necessary.
At the end of the recording period, catch the piglet again without aggravating the sow, and gently lift the silicone rubber at one edge. Then, remove the whole patch of silicone rubber containing the electrodes and the telemetry unit being careful with the piglet's eyes and returning the piglet to the pen.
Overzicht
Deze studie beschrijft een methode voor het registreren van hersensignalen bij wakker biggen met behulp van telemetrie. De procedure omvat de plaatsing van elektroden en het monitoren van de hersenactiviteit tijdens gedragsobservatie.
Belangrijkste onderdelen van de studie
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Elektrofysiologie
- Diergedrag
Achtergrond
- Het begrijpen van hersenactiviteit bij wakker wordende dieren is cruciaal voor neurowetenschappelijk onderzoek.
- Telemetrie maakt draadloze datatransmissie mogelijk, waardoor de stress voor het dier wordt geminimaliseerd.
- Biggen dienen als model voor het bestuderen van hersenfunctie en gedrag.
- Een correcte plaatsing van de elektroden is essentieel voor een nauwkeurige signaalregistratie.
Doel van de studie
- Het ontwikkelen van een betrouwbare methode voor het registreren van hersensignalen bij wakker biggen.
- Het observeren van de relatie tussen hersenactiviteit en gedrag.
- Het waarborgen van een minimaal ongemak voor het dier tijdens de procedure.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van het biggetje door reiniging en plaatsing van de elektroden.
- Gebruik van een telemetrie-eenheid voor draadloze gegevensoverdracht.
- Monitoring van het gedrag van het biggetje na de plaatsing van de elektroden.
- Registratie van hersensignalen tijdens actieve fasen en slaapfasen.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle registratie van hersensignalen bij wakker biggen.
- Waarneming van normaal gedrag na acclimatisatie.
- De datatransmissie was effectief zonder significante lijnruis.
- De methode maakte niet-invasieve monitoring van de hersenactiviteit mogelijk.
Conclusies
- De beschreven methode is effectief voor het bestuderen van de hersenactiviteit bij wakker biggetjes.
- Telemetrie biedt een praktische oplossing voor real-time gegevensverzameling.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op deze methode om diverse neurologische vragen te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor executives
Deze methode maakt niet-invasieve neurale monitoring mogelijk in wakker, gedragsmatige grootdiermodellen, wat bijdraagt aan doelwitvalidatie en mechanistische risicoreductie bij de ontdekking van geneesmiddelen voor het centrale zenuwstelsel. Door hersensignalen tijdens natuurlijk gedrag vast te leggen, levert het translationele biomarkergegevens op die preklinische bevindingen overbruggen naar de menselijke fysiologie. De aanpak vermindert de biologische onzekerheid bij vroege tests van doelwithypothesen en ondersteunt portfoliobeslissingen door middel van reproduceerbare, kwantitatieve elektrofysiologische readouts.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door hersenactiviteit te koppelen aan gedragsstaten in een ziekterelevant systeem.
- Operationele waarde: Biedt functionele validatie van targets via real-time meting van neurale signalen tijdens natuurlijk gedrag.
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt predictieve betrouwbaarheid door mechanistische ambiguïteit bij target engagement in het CZS te verminderen.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Bereidt gevalideerde biologische systemen voor op standaardisatie van downstream-assays met behulp van draadloze telemetrie voor consistente signaalacquisitie.
- Operationele waarde: Waarborgt de reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van assays door stress bij dieren en gedragsmatige storende factoren tijdens de registratie te minimaliseren.
- Wetenschappelijke waarde: Maakt betrouwbare evaluatie van verbindingen mogelijk via kwantitatieve, tijdgesynchroniseerde hersensignaaloutputs.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Sluit aan bij ziekterelevante systemen door biggetjes te gebruiken als translationeel model voor menselijke hersenfuncties en gedrag.
- Operationele waarde: Waarborgt continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie door consistente neurale monitoring te handhaven over verschillende gedragsfasen.
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling door elektrofysiologische gegevens te leveren die zijn afgestemd op biomarkers en gekoppeld aan gedrag.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode is geïntegreerd in het ontdekkingscontinuüm, van vroege hypothesetoetsing tot lead-identificatie, waardoor neurale mechanismen kunnen worden gede-riskt voordat er wordt geïnvesteerd in verbindingen.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetesten en de verduidelijking van signaalpaden door hersensignalen te correleren met waargenomen gedragingen bij wakker animals.
- Screening: Zorgt voor assay-gereedheid en kwantitatieve output via telemetry-ondersteunde acquisitie van hersensignalen met minimale ruis.
- Analytics: Levert meetbare neurale read-outs die vergelijking tussen verschillende condities en beoordeling van de target engagement mogelijk maken.
- Translationeel Onderzoek: Legt de verbinding met preklinische continuïteit door middel van gedraggesynchroniseerde neurale data in een fysiologisch relevant model.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar platform voor neurale monitoring dat toepasbaar is over meerdere campagnes voor de validatie van CNS-targets.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Voorspellende betrouwbaarheid, validatie van targets, vermindering van mechanistische ambiguïteit bij CNS-targets.
- Operationele waarde: Standaardisatie, reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van de acquisitie van neurale signalen in gedragsmodellen.
- Strategische waarde: Betere go/no-go-beslissingen, kapitaalefficiëntie en verminderd biologisch risico in een laat stadium binnen de neurofarmacologie.
- Impact op de portfolio: Risico-gecorrigeerde prioritering en beslissingen over verdere ontwikkeling op basis van vertaalbare biomarkergegevens.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in elektrofysiologie, dierbehandeling en chirurgische plaatsing van elektroden.
- Afhankelijk van telemetrie-eenheden, biocompatibele lijmen en infrastructuur voor signaalversterking.
- Vereist cross-team standaardisatie tussen groepen voor neurowetenschappen, farmacologie en dierkunde.
- Omvat aanpassingen voor verschillende hersengebieden, leeftijden en gedragsparadigma's.
- Beperkt door signaalstabiliteit tijdens langdurige beweging en de noodzaak van acclimatisatieperioden om de datakwaliteit te waarborgen.
Veelgestelde vragen over biofarmacie
EEG opnemen bij vrij bewegende neonatale ratten met behulp van een nieuwe methode
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Visual Evoked potentiële opnamen in muizen met behulp van een niet-invasieve meerkanaals droge hoofdhuid EEG Sensor
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Een single-channel en niet-invasieve draagbare brein-computer interface voor de industrie en de gezondheidszorg
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Measuring Brain Glutamate Levels Under Anesthesia in Neonatal Piglets Using a Microelectrode Array
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Subdural Implantation of a Soft Electrocorticography Array for Cortical Electrophysiology Recording in Minipigs
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Long-Term Continuous Electroencephalography Monitoring in a Rodent Pup
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Recording of Induced Seizures through Electroencephalography in Freely Moving Rat Pups
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Opnemen Single Neuronen 'actiepotentialen van vrij bewegende Duiven over drie stadia van het leerproces
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Gelijktijdige opnamen van corticale lokale veld Potentials, elektrocardiogram Electromyogram en ademhaling ritme van een vrij bewegende Rat
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Aanpassing van micro-elektrode Array technologie voor de studie van anesthesie-geïnduceerde neurotoxiciteit in de hersenen Intact Knorretje
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026