Name: Automatische detectie van zeer georganiseerde theta-oscillaties in het Muizen EEG (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-03-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 35 s
Description: Leer hoe je georganiseerde theta-oscillaties detecteert in muizen-EEG met behulp van implanteerbare radiotelemetrie. Deze methode ondersteunt onderzoek naar cognitieve functies en neurodegeneratieve ziekten.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen Dr. Christina Ginkel (Duits Centrum voor Neurodegeneratieve Ziekten, DZNE) en Dr. Robert Stark (DZNE) bedanken voor hun hulp bij dierfokkerij en diergezondheidszorg. Dit werk werd financieel ondersteund door het Federaal Instituut voor Geneesmiddelen en Medische Hulpmiddelen (Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte, BfArM), Bonn, Duitsland.

Alle dierproeven werd uitgevoerd volgens de richtlijnen van de lokale en institutionele Raad over Animal Care (Universiteit van Bonn, BfArM, LANUV, Duitsland). Daarnaast werd alle dierproeven uitgevoerd in overeenstemming met superieure wetgeving, bijvoorbeeld de Europese Gemeenschappen richtlijn van de Raad van 24 november 1986 (86/609 / EEG), of individuele regionale of nationale wetgeving. Specifieke poging werd gedaan om het aantal gebruikte dieren en hun lijden minimaliseren. 1. Dierlijke Huisvesting en EEG opnameomstandigheden <ol><li> Huis muizen in filter-top kooien of gebruik maken van individueel geventileerde kooien. </li><li> Transfer muizen uit het dier mogelijkheid om geventileerde kasten in speciale lab kamers die geschikt zijn voor geïmplanteerde dieren en telemetrische opnames. </li><li> Voer alle dierproeven, waaronder EEG elektrode implantatie en de daaropvolgende opnames, onder gestandaardiseerde omstandigheden (22 ° C temperatuur, 12 uur / 12 uur licht-donker cyclus, 50-60% relatieve vochtigheid, geluidsdemping, etc.) 18. </li><li> Voorafgaand aan radiofrequente zender implantatie huis dieren in groepen van 3-4 in heldere type II polycarbonaat kooien, met voedsel en water ad libitum. Geen individuele muizen niet te isoleren, omdat dit stress veroorzaken en interfereren met daaropvolgende experimenten en resultaten. </li><li> Gebruik geen geopend woonomstandigheden, maar gebruik geventileerde kasten in plaats tijdens het experimenteren en het opnemen. </li></ol> 2. Radiotelemetric EEG Electrode Implantatie en EEG Recordings <ol><li> Verdoven de muizen middels injectie narcotica, bijvoorbeeld ketaminehydrochloride / xylazinehydrochloride (100/10 mg / kg, intraperitoneaal, ip) of inhalatie verdovende middelen, bijvoorbeeld isofluraan 17, 18. <ol><li> Voor isofluraan narcose, plaatst u de muis in een inductie cHamber met 4-5% isofluraan en 0,8-1% zuurstof of carbogen (5% CO2 en 95% O2). </li><li> Plaats een silicium gezichtsmasker op de neus / mond van het dier op de gewenste diepte van de anesthesie beheersen en voorkomen experimentator blootstelling aan isofluraan via een scavenging systeem. </li><li> Gebruik injecteerbare anesthetica, bijvoorbeeld esketaminhydrochloride (100 mg / kg, ip) en xylazinehydrochloride (10 mg / kg, ip), als inhalatie-anesthesie is niet beschikbaar. </li><li> Bewaken van de diepte van de anesthesie door het controleren van de staart knijpen reflex, voet knijpen reflex, en ademhaling. Merk op dat kunstmatige beademing via tracheale intubatie niet nodig bij muizen. </li></ol></li><li> Implanteer de radiofrequente zender in een subcutane zak op de rug van het dier. <ol><li> Verwijder het lichaamshaar van de hoofdhuid en het voorbehandelen van de geschoren hoofdhuid met twee ontsmettingsmiddelen, dat wil zeggen, 70% ethanol en een jodium-gebaseerde scrub. </li><li> Met behulp van een scalpel, makeneen middellijn incisie op de hoofdhuid van het voorhoofd naar de nucheal regio. </li><li> Vanaf de nuchal insnijding stelt een subcutane zak aan één zijde van de rug van het dier door het uitvoeren van een stompe dissectie behulp chirurgische schaar of een chirurgische sonde. </li><li> Plaats de zender in het subcutane zak en de overtollige lengte deponeren van de flexibele zender leidt naar de zak ook. Besteed extra aandacht aan het voorkomen van besmetting van de operatiewond en zender implantaat. Correct isoleren steriel door niet-steriele gebieden met gordijnen. </li></ol></li><li> Plaats het proefdier op de stereotaxische frame, bijvoorbeeld een geautomatiseerd 3D stereotaxische apparaat. Bevestig de schedel met behulp van een klem neus en oor bars. </li><li> Voorbehandelen schedel met 0,3% H 2 O 2 verder weefsel uit de schedel verwijderd en de craniale hechtingen en craniometrics oriëntatiepunten, bregma en lambda verlichten. </li><li> Boor de gaten op de coördinaten van de keuze(Zie stap 2.6) met behulp van een high-speed neurochirurgische boor in een druk-vrije modus bij maximale snelheid. OPMERKING: Drukvrije boren voorkomt de plotselinge doorbraak van de boorkop en beschadiging van de cortex. Voor een craniotomie, is een neurochirurgische high-speed drill aanbevolen. Kies standaardanalysemodus-head diameters van 0,3-0,5 mm, afhankelijk van de elektrode diameter. </li><li> Selecteer zorgvuldig de elektrode, gezien de impedantie, diameter, coating, etc. OPMERKING: Parylene bekleed wolfraam of roestvrij staal elektroden zijn de meest voorkomende. De types elektrode moet worden gekozen op basis van experimentele eisen. Als preventieve manoeuvre steriliseren elektrodetips vóór implantatie met behulp 70% ethanol. Merk op dat de elektrode coating niet toestaat warmtesterilisatie. </li><li> Voor intrahippocampale CA1 EEG-registraties, boor een gat stereotaxically op de volgende coördinaten: bregma, -2 mm; mediolateral, 1,5 mm (rechter hersenhelft); dorsoventral, 1,3 mm (target regio: cornu ammonis (CA1) piramidale laag). Voor de referentie-elektrode, boor een gat boven de cerebellaire cortex op de volgende stereotactische coördinaten: bregma, -6,2 mm, mediolateral, 0 mm; dorsoventral, 0 mm. OPMERKING: De cerebellaire elektrode dient als pseudoreference elektrode, zoals het cerebellum is een vrij stille hersengebied. De stereotaxische coördinaten waren afkomstig van een standaard muis hersenen atlas. </li><li> Voorafgaand aan het inbrengen van de elektroden verkorten ze de gewenste lengte. Mechanisch knip de extracraniële deel van de elektrode aan de roestvrij stalen spiraal van de zender. OPMERKING: solderen moet worden vermeden, aangezien deze aanzienlijke ruis introduceren in het systeem. </li><li> Bevestig de elektrode naar de verticale arm van het stereotaxische apparaat en plaats de elektrode volgens de bovengenoemde stereotaxische coördinaten. </li><li> Bevestig de elektroden met behulp van glasionomeer cement en wacht tot het cement volledig is uitgehard. </li><li> Sluit de hoofdhuidmet behulp van over-en-over hechtingen met niet-absorbeerbare 5-0 of 6-0 hechtmateriaal. </li><li> Postoperatieve pijn, dienen carprofen (5 mg / kg, subcutaan, sc) eenmaal per dag gedurende 4 achtereenvolgende dagen na implantatie. Merk op dat carprofen moet vóór de initiële incisie (stap 2.2.2) worden geïnjecteerd. </li><li> Laat de dieren om te herstellen voor 10 - 14 dagen na de implantatie voor de opnames en / of injectie experimenten worden gestart. </li></ol> 3. Spontane Opnamen van theta-oscillaties en farmacologische inductie <ol><li> Activeer de radiofrequentie zender met behulp van de magnetische schakelaar. Leg het dier met zijn kooi op de ontvanger plaat. Lange termijn op hippocampus EEG-registraties gedurende ten minste 24-48 uur. LET OP: De analyse van de EEG amplitude en EEG de frequentie karakteristieken van de lange termijn opnames geeft gedetailleerd inzicht in de circadiane afhankelijkheid van theta-oscillaties en hun associatie met specifieke gedrags- encognitieve aandoeningen / taken. combineer altijd EEG-registraties met videobewaking van de proefdieren. </li><li> Voor farmacologische inductie van theta-oscillaties, toedienen van een enkele dosis van urethaan (800 mg / kg ip) of een enkele dosis van een muscarine receptoragonisten, zoals pilocarpine (10 mg / kg ip), arecoline (0,3 mg / kg ip) of oxotremorine (0,03 mg / kg ip). Voorbehandelen muizen met N-methylscopolamine (0,5 mg / kg ip) om perifere muscarinische reacties te vermijden. Vers lossen alle drugs in 0,9% NaCl of Ringer-oplossing. OPMERKING: Hogere doseringen van muscarine receptor agonisten kan resulteren in beslag inductie bij proefdieren. Ook van mening dat de doseringen hier gegeven vertegenwoordigen mijlpalen dat voorafgaand dosis-effect studies in de muis lijn in onderzoek vereisen. Merk op dat urethaan is mutageen en kankerverwekkend is dat de nodige voorzorgsmaatregelen bij opslag en handling nodig. </li><li> Injecteer atropine (50 mg / kg, ip) te differentiëren atropine-gevoelige type IIvan atropine-ongevoelige type I theta-oscillaties. LET OP: De atropine dosering is weer soort- en stam-afhankelijk en vereist evaluatie voorafgaande dosis-effect. Het optimale tijdstip van atropine injectie hangt de farmacodynamiek van muscarine receptoragonisten. Voor identificatie van het type II theta wordt atropine injectie aanbevolen 1 uur na toediening urethaan. </li><li> Probeer om de verdere toepassing van verschillende drugs te vermijden, zoals systemische toediening van geneesmiddelen wijzigt mondiale transcriptie en translatie patronen, die de daaropvolgende EEG-registraties te beïnvloeden. Merk op dat kortdurend theta-oscillaties kan ook worden geïnduceerd door zintuiglijke prikkels, zoals staart- of poot-knijpen. </li><li> Extract / export representatieve EEG datasets van de voorfase (baseline) en de na-injectiefase van de totale EEG-registratie als ASCI of TXT bestanden, gelet op de farmacokinetiek van het toegediende geneesmiddelen en de eisen van de individuele onderzoeksprotocol. </li></ol> 4.Validatie van EEG Elektrodeplaatsing <ol><li> Euthanaseren dieren door deze in een incubatiekamer en introduceren 100% kooldioxide. Gebruik een vulsnelheid van 10-30% van het kamervolume per minuut met kooldioxide toegevoegd aan de bestaande lucht in de incubatiekamer; Dit zal resulteren in een snelle bewusteloosheid met minimale belasting van de dieren. </li><li> Verwijder de muis uit de kamer een keer ademhalingsstilstand voordoet en een vervaagde oogkleur blijft voor 2-3 min. </li><li> Snijd de roestvrijstalen elektroden en explantatie de radiofrequentie zender. Onthoofden de muis met een schaar of een guillotine en verwijder de hersenen van de neurocranium door zachte manipulatie met chirurgische schaar en pincet. </li><li> Bevestig de hersenen in 4% paraformaldehyde in fosfaatbuffer zoutoplossing (PBS) (pH 7,4) gedurende de nacht. Voor cryoprotection, breng de hersenen tot 30% glucose en bewaar ze bij 4 ° C tot verdere verwerking. LET OP: Paraformaldehyde wordt als gevaarlijk beschouwd door de 2012 OSHA Hazard Communication Standard (29 CFR 1910.1200). Neem de nodige voorzorgsmaatregelen: Persoonlijke beschermingsmiddelen gebruiken, zorgen voor passende ventilatie en vermijd stofvorming. Bovendien, verwijder ontstekingsbronnen en neem voorzorgsmaatregelen tegen statische ontladingen. Paraformaldehyde mag niet worden vrijgegeven in het milieu. </li><li> Monteer de uitgepakte hersenen op het weefsel houder van een cryostaat met behulp van een kleefstof en snijd de hersenen in 40-75 um coronale plakjes. Monteer de plakjes op glasplaatjes en vlekken op hen Nissl blauw met behulp van standaard histologische procedure; Deze procedure zal de branche kanaal dat de vorige elektrode positie weerspiegelt visualiseren. Merk op dat het ook mogelijk coronale plakjes van de hersenen met een natieve vibroslicer </li><li> Nemen alleen de dieren die voldoen aan de juiste plaatsing van de elektroden EEG criteria; voor de regio CA1, moet het uiteinde van de diepe elektrode gelokaliseerd in het CA1 pyramidale laag. </li></ol><ol><li> Record CA1 intrahippocampale EEGs met een geschikte sampling rate zonder a priori filter cut-off. NB: De sampling rate, die zender-specifieke, bepaalt de bovengrens van de frequentie van de EEG analyse. </li><li> Verwerk de geregistreerde gegevens met analysesoftware. Programma tijd-frequentie analyses en berekeningen met op maat gemaakte procedures voor de adequate controle van analysemethoden (Figuur 5) 20. </li><li> Snijd de EEG opgenomen in secties met een lengte van elk 1 uur. Gebruik snelle computer processors, omdat de rekentijd is hoog. Bovendien, gebruik maken van software die computers kunnen in parallel op meerdere kernels 20. </li></ol> 6. EEG Data Analysis <ol><li> Analyseer gegevenssegmenten met een complex Morlet wavelet om zowel de frequentie als de amplitude van de oscillaties te berekenen. LET OP: Deze wavelet (bijvoorbeeld, Ψ (x) = (π b)(- 02/01) exp (2 i π c x) exp (-x 2 / b), waarbij b is de parameter bandbreedte, c het centrum frequentie, en i de denkbeeldige eenheid) is al vaak toegepast in de literatuur te studeren EEG data, zoals het garandeert optimale resolutie, zowel in frequentie en tijd 23, 24. </li><li> Gebruik een bandbreedte parameter en het centrum frequentie-instelling die in het bijzonder gewichten de frequentie resolutie om de frequentie verschillen op het 0,1-Hz niveau te onderscheiden, terwijl nog steeds niet voldoende tijdsresolutie verwaarlozen. OPMERKING: neuronale processen in de gamma band zijn kortdurend 25, en dit kan ook opgaan voor theta ritmes. Zo moet de analytische benadering overwegen adequate tijdsresolutie. </li><li> Analyseer de EEG data in het frequentiegebied van 0,2-12 Hz, met een stapgrootte van 0,1 Hz, dus ook de typische delta, deta, en alfa frequentiebereiken. </li><li> Opzetten van een geautomatiseerd, complexe analyse-instrument voor de uitwerking van de theta frequentie architectuur, die een standaard visuele inspectie van theta-oscillaties kan vervangen; Deze procedure wordt de theta detectiewerkwijze (TDM) genoemd. </li><li> Bereken het quotiënt van de maximale amplitude in het frequentiegebied theta (3,5-8,5 Hz) en de maximale amplitude in het hogere frequentiebereik delta (2-3,4 Hz) tijdvensters voor elke 2,5 s. OPMERKING: De waarde van het quotiënt dient als een maatregel om te bepalen of een theta oscillatie opgetreden. De definitie van de theta frequentiebereik kan variëren afhankelijk van de bedrijfstoestand en neuroanatomisch schakelingen / systeem worden geanalyseerd. </li><li> Classificeren een segment als een &quot;theta oscillerende tijdperk,&quot; als de berekende verhouding in dit segment is dan 1,5. Opmerking: Dit garandeert dat de maximale amplitude theta ten minste 50% hoger is dan de amplitude van de bovenste delta band tijdens de gerelateerde 2,5-s EEGsegment. Merk op dat de verhouding nodig aangepast afhankelijk van de lijn en / of soorten gebruikt. Een interval van 2,5 s vertegenwoordigt een minimale duur van een theta oscillatie voorkomt vals-positieve detecties van bepaalde luidruchtige tijdperken, en ligt binnen het bereik definities van andere publicaties, 19, 26. Het bovenste delta frequentiegebied dient als controle frequentieband omdat tijdens niet-theta tijdperken fysiologisch relevante delta activiteit weergegeven, bijvoorbeeld tijdens slow-wave sleep, die zeer tijdens theta activiteit getemperd. </li><li> Herhaal deze procedure voor elke sectie 1 uur; Daarom, elk deel bestaat uit 1.440 EEG segmenten met een lengte van elk 2,5 s. </li><li> Statistisch evalueren van de gegevens van de geïdentificeerde theta oscillatie tijdperken. </li><li> Bereken de statistieken van de totale duur tijden gedetecteerde theta tijdperken; onderscheiden of vooraf gedefinieerde groepen; cycli, zoals licht / donker; en andere parameters. LET OP: StatiStokjes kan t-test, ANOVA, of MANOVA, afhankelijk van de variabele, het aantal groepen, de voorwaarden, etc. omvatten </li><li> Bereken de statistieken van de amplitude van het gedetecteerde theta tijdperken, maar alleen in de theta frequentiebereik (3,5-8,5 Hz). </li><li> Evalueer de statistieken van de frequentie van de gedetecteerde theta tijdperken, maar alleen in de theta frequentiebereik (3,5-8,5 Hz). OPMERKING: De theta frequentie van een theta tijdvak wordt gedefinieerd als de frequentie die behoren tot de maximale amplitude van een theta theta tijdperk. </li></ol>

<ol><li>Vanderwolf, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+electrical+activity+and+voluntary+movement+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr+Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the rat.</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 26, 407-418 (1969).</li>
<li>Kahana, M. J., Seelig, D., Madsen, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theta+returns%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Theta returns.</a> Curr Opin Neurobiol. 11, 739-744 (2001).</li>
<li>Varga, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+presence+of+pacemaker+HCN+channels+identifies+theta+rhythmic+GABAergic+neurons+in+the+medial+septum%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">The presence of pacemaker HCN channels identifies theta rhythmic GABAergic neurons in the medial septum.</a> J Physiol. 586, 3893-3915 (2008).</li>
<li>Takano, Y., Hanada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+driving+system+for+hippocampal+theta+in+the+brainstem%3A+an+examination+by+single+neuron+recording+in+urethane-anesthetized+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Lett%22%5BJournal%5D)">The driving system for hippocampal theta in the brainstem: an examination by single neuron recording in urethane-anesthetized rats.</a> Neurosci Lett. 455, 65-69 (2009).</li>
<li>Goutagny, R., Manseau, F., Jackson, J., Danik, M., Williams, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+activation+of+the+medial+septum-diagonal+band+complex+generates+atropine-sensitive+and+atropine-resistant+hippocampal+theta+rhythm%3A+an+investigation+using+a+complete+septohippocampal+preparation%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">In vitro activation of the medial septum-diagonal band complex generates atropine-sensitive and atropine-resistant hippocampal theta rhythm: an investigation using a complete septohippocampal preparation.</a> Hippocampus. 18, 531-535 (2008).</li>
<li>Manseau, F., Goutagny, R., Danik, M., Williams, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hippocamposeptal+pathway+generates+rhythmic+firing+of+GABAergic+neurons+in+the+medial+septum+and+diagonal+bands%3A+an+investigation+using+a+complete+septohippocampal+preparation+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The hippocamposeptal pathway generates rhythmic firing of GABAergic neurons in the medial septum and diagonal bands: an investigation using a complete septohippocampal preparation in vitro.</a> J Neurosci. 28, 4096-4107 (2008).</li>
<li>Hangya, B., Borhegyi, Z., Szilagyi, N., Freund, T. F., Varga, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GABAergic+neurons+of+the+medial+septum+lead+the+hippocampal+network+during+theta+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">GABAergic neurons of the medial septum lead the hippocampal network during theta activity.</a> J Neurosci. 29, 8094-8102 (2009).</li>
<li>Siwek, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+theta+oscillations+and+aberrant+cortical+excitatory+activity+in+the+5XFAD+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Plast%22%5BJournal%5D)">Altered theta oscillations and aberrant cortical excitatory activity in the 5XFAD model of Alzheimer's disease.</a> Neural Plast. 2015, 781731(2015).</li>
<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11832222">Theta oscillations in the hippocampus.</a> Neuron. 33, 325-340 (2002).</li>
<li>Buzsaki, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+network+patterns+of+activity+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Hippocampal network patterns of activity in the mouse.</a> Neuroscience. 116, 201-211 (2003).</li>
<li>Buzsaki, G., Moser, E. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Memory+navigation+and+theta+rhythm+in+the+hippocampal-entorhinal+system%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Memory navigation and theta rhythm in the hippocampal-entorhinal system.</a> Nat Neurosci. 16, 130-138 (2013).</li>
<li>Shin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theta+rhythm+heterogeneity+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Theta rhythm heterogeneity in humans.</a> Clin Neurophysiol. 121, 456-457 (2010).</li>
<li>Shin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phospholipase+C+beta+4+in+the+medial+septum+controls+cholinergic+theta+oscillations+and+anxiety+behaviors%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Phospholipase C beta 4 in the medial septum controls cholinergic theta oscillations and anxiety behaviors.</a> J Neurosci. 29, 15375-15385 (2009).</li>
<li>Shin, J., Kim, D., Bianchi, R., Wong, R. K., Shin, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+dissection+of+theta+rhythm+heterogeneity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Genetic dissection of theta rhythm heterogeneity in mice.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 102, 18165-18170 (2005).</li>
<li>Brown, D. A., Adams, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscarinic+suppression+of+a+novel+voltage-sensitive+K%2B+current+in+a+vertebrate+neurone%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Muscarinic suppression of a novel voltage-sensitive K+ current in a vertebrate neurone.</a> Nature. 283, 673-676 (1980).</li>
<li>Senkov, O., Mironov, A., Dityatev, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+versatile+hybrid+infusion-multielectrode+recording+%28HIME%29+system+for+acute+drug+delivery+and+multisite+acquisition+of+neuronal+activity+in+freely+moving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A novel versatile hybrid infusion-multielectrode recording (HIME) system for acute drug delivery and multisite acquisition of neuronal activity in freely moving mice.</a> Front Neurosci. 9, 425(2015).</li>
<li>Lundt, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+Radiotelemetry+in+Small+Laboratory+Rodents%3A+A+Powerful+State-of-the+Art+Approach+in+Neuropsychiatric%2C+Neurodegenerative%2C+and+Epilepsy+Research%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Plast%22%5BJournal%5D)">EEG Radiotelemetry in Small Laboratory Rodents: A Powerful State-of-the Art Approach in Neuropsychiatric, Neurodegenerative, and Epilepsy Research.</a> Neural Plast. 2016, 8213878(2016).</li>
<li>Papazoglou, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-restraining+EEG+radiotelemetry%3A+epidural+and+deep+intracerebral+stereotaxic+EEG+electrode+placement%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Non-restraining EEG radiotelemetry: epidural and deep intracerebral stereotaxic EEG electrode placement.</a> J Vis Exp. (112), (2016).</li>
<li>Csicsvari, J., Hirase, H., Czurko, A., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+and+state+dependence+of+pyramidal+cell-interneuron+synapses+in+the+hippocampus%3A+an+ensemble+approach+in+the+behaving+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Reliability and state dependence of pyramidal cell-interneuron synapses in the hippocampus: an ensemble approach in the behaving rat.</a> Neuron. 21, 179-189 (1998).</li>
<li>Muller, R., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22240250">Atropine-sensitive hippocampal theta oscillations are mediated by Cav2.3 R-type Ca2+ channels.</a> Neuroscience. 205, 125-139 (2012).</li>
<li>Klausberger, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain-state-+and+cell-type-specific+firing+of+hippocampal+interneurons+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Brain-state- and cell-type-specific firing of hippocampal interneurons in vivo.</a> Nature. 421, 844-848 (2003).</li>
<li>Caplan, J. B., Madsen, J. R., Raghavachari, S., Kahana, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+patterns+of+brain+oscillations+underlie+two+basic+parameters+of+human+maze+learning%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Distinct patterns of brain oscillations underlie two basic parameters of human maze learning.</a> J Neurophysiol. 86, 368-380 (2001).</li>
<li>Montgomery, S. M., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gamma+oscillations+dynamically+couple+hippocampal+CA3+and+CA1+regions+during+memory+task+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Gamma oscillations dynamically couple hippocampal CA3 and CA1 regions during memory task performance.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 14495-14500 (2007).</li>
<li>Kronland-Martinet, R., Morlet, J., Grossman, A. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/263794237_Analysis_of_sound_patterns_through_wavelet_transforms">Analysis of sound patterns through wavelet transform.</a> Int J Pattern Recognit Artif Intell. 1, 29(1987).</li>
<li>Buzsaki, G., Wang, X. J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22443509">Mechanisms of gamma oscillations.</a> Annu Rev Neurosci. 35, 203-225 (2012).</li>
<li>Goutagny, R., Jackson, J., Williams, S. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19881503">Self-generated theta oscillations in the hippocampus.</a> Nat Neurosci. 12, 1491-1493 (2009).</li>
<li>Bland, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+physiology+and+pharmacology+of+hippocampal+formation+theta+rhythms%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">The physiology and pharmacology of hippocampal formation theta rhythms.</a> Prog Neurobiol. 26, 1-54 (1986).</li>
<li>Leung, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+theta+and+gamma+rhythms+in+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Biobehav+Rev%22%5BJournal%5D)">Generation of theta and gamma rhythms in the hippocampus.</a> Neurosci Biobehav Rev. 22, 275-290 (1998).</li>
<li>Shin, J., Talnov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+single+trial+analysis+of+hippocampal+theta+frequency+during+nonsteady+wheel+running+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">A single trial analysis of hippocampal theta frequency during nonsteady wheel running in rats.</a> Brain Res. 897, 217-221 (2001).</li>
<li>Shin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+unifying+theory+on+the+relationship+between+spike+trains%2C+EEG%2C+and+ERP+based+on+the+noise+shaping%2Fpredictive+neural+coding+hypothesis%5BTitle%5D)+AND+%22Biosystems%22%5BJournal%5D)">A unifying theory on the relationship between spike trains, EEG, and ERP based on the noise shaping/predictive neural coding hypothesis.</a> Biosystems. 67, 245-257 (2002).</li>
<li>Kramis, R., Vanderwolf, C. H., Bland, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two+types+of+hippocampal+rhythmical+slow+activity+in+both+the+rabbit+and+the+rat%3A+relations+to+behavior+and+effects+of+atropine%2C+diethyl+ether%2C+urethane%2C+and+pentobarbital%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Two types of hippocampal rhythmical slow activity in both the rabbit and the rat: relations to behavior and effects of atropine, diethyl ether, urethane, and pentobarbital.</a> Exp Neurol. 49, 58-85 (1975).</li>
<li>Lu, B. L., Shin, J., Ichikawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Massively+parallel+classification+of+single-trial+EEG+signals+using+a+min-max+modular+neural+network%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Massively parallel classification of single-trial EEG signals using a min-max modular neural network.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 51, 551-558 (2004).</li>
<li>Robinson, T. E., Kramis, R. C., Vanderwolf, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two+types+of+cerebral+activation+during+active+sleep%3A+relations+to+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Two types of cerebral activation during active sleep: relations to behavior.</a> Brain Res. 124, 544-549 (1977).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Theta activiteit is van cruciaal belang bij systemische neurofysiologie. Het kan worden waargenomen in verschillende hersengebieden, met name in de hippocampus, waar het relateert aan gedrags- en cognitieve toestanden. Bovendien kan hippocampale theta farmacologisch worden onderscheiden in atropine-gevoelige type II en atropine-ongevoelige type I theta. Type I wordt gedacht gerelateerd te zijn aan beweging, zoals wandelen of hardlopen 27, 28, <sup cla...

Theta activiteit in de hersenen is gerelateerd aan verschillende cognitieve en functionele staten, waaronder opwinding, aandacht, vrijwillige beweging, verkennende gedrag, aandacht gedrag, leren en geheugen, somatosensorische integratie en rapid eye movement (REM) slaap 1, 2. In principe kan theta-activiteit als een ritmische eenheid worden gegenereerd in verschillende cerebrale regio&#39;s en is sterk georganiseerd en gesynchroniseerd als theta-oscillaties. Hieronder zullen we ons richten op de analyse en kwantificering van theta-activiteit / trillingen die worden gegenereerd binnen het septohippocampal systeem 3, 4. Binnen het septum, GABAergic, glutamaat, en cholinerge neuronen project om de hippocampus en bijdragen aan de initiatie en onderhoud van theta oscillerende gedrag. Er is een voortdurende discussie over de vraag of de hippocampus theta-oscillaties worden geïnitieerd in het septum, dat wil zeggen, </em&gt; Het septum pacemaker-hippocampus volger model, (extrahippocampal theorie) of intrinsiek binnen de hippocampus (intrahippocampale theorie) 5, 6, 7. Ongeacht hun afkomst, hebben de hippocampus theta-oscillaties in het brandpunt van de belangstelling voor de jaren, met name in transgene muismodellen. Deze modellen zorgen voor de inplanting van diepe EEG-elektroden en voor het opnemen van de hippocampus theta-oscillaties onder specifieke cognitieve en gedragsmatige taken 8. Hippocampus theta-oscillaties zijn heterogeen van aard. Op basis van de zogenaamde dualistische theorie van theta-oscillaties, kan men onderscheid maken tussen atropine-gevoelige type II theta en atropine-ongevoelige type I theta 9, 10, 11. Dit laatste kan gewoonlijk worden geïnduceerd door muscarine M 1 / M <sub&gt; 3 receptor agonisten, bijvoorbeeld, arecoline, pilocarpine en urethaan. Echter, urethaan is een multi-drug target dat naast muscarine activatie oefent eveneens complexe effecten op andere ionkanalen entiteiten. Type II theta, de muscarinische route omvat de activering van M 1 / M 3 en een daaropvolgende Gq / 11 (Ga-) gemedieerde activatie van fosfolipase C β 1/4 (PLCβ 1/4), inositol trifosfaat (InsP3) , diacylglycerole (DAG), Ca2 + en eiwitkinase C (PKC). De rol van PLCβ 1 en PLCβ 4 in thetagenesis is gevalideerd in knock-out studies met PLCβ1 - / - en PLCβ4 - / - muizen vertonen een volledig verlies of aanzienlijke verzwakking van theta oscillatie 12, 13, 14. Extra M 1, M 3 en M 5 downstream targets (channels / stromingen) van de muscarine signaling cascade omvatten verschillende geleidingen, zoals M-type K + kanaal (K M) via spanningsafhankelijke K + kanaal (K v 7); slow na hyperpolarisatie K + kanaal (Ks AHP); lek K + kanaal (K lek), waarschijnlijk via TWIK-gerelateerde zuurgevoelige K + kanaal (TASK1 / 3); kation stroom (I CAT), waarschijnlijk via Na + lekken kanaal (NALCN); en ik h via hyperpolarisatie en cyclische nucleotide-gated kanalen (HCN). Daarnaast werden 2 M / M 4 acetylcholinereceptoren (AChR) gerapporteerd te belemmeren binnenwaartse K + kanaal 3,1 (K ir 3,1) en binnenwaartse K + kanaal 3,2 (K ir 3,2) 15. Momenteel commercieel beschikbare analytische software maakt een snelle FFT-gebaseerde frequentieanalyse, bijvoorbeeld analyse van vermogen (P, 2 mV)of vermogensspectrum dichtheid (PSD, mV 2 / Hz). Macht of vermogensspectrum dichtheid (PSD) analyse van de theta frequentiebereik geeft slechts een globaal overzicht van haar activiteiten. Echter, teneinde een gedetailleerd inzicht in cognitieve en gedragsgerelateerde theta activiteit, de analyse van zeer georganiseerde theta oscillaties verplicht. De beoordeling van de goed georganiseerde theta-oscillaties is van cruciaal belang op het gebied van neurodegeneratieve en neuropsychiatrische aandoeningen. De meeste experimentele studies ziekte zijn opgenomen in transgene muismodellen met behulp van zeer geavanceerde neurochirurgische benaderingen van epidurale oppervlak en diepe intracerebrale EEGs opnemen uitgevoerd. Deze technieken omvatten zowel tether systemen 16 en radiotelemetric opstellingen 17, 18. Theta-oscillaties kan worden opgenomen als spontaan en gedragsgerelateerde theta-oscillaties onder de langlopende opnameomstandigheden. Bovendien kan theta-oscillaties Reco zijnrded volgende farmacologische inductie, maar ook na de blootstelling van dieren aan gedrags- of cognitieve taken of zintuiglijke prikkels, zoals de staart knijpen. Vroeg zal gaan karakteriseren theta-oscillaties werden beschreven door Csicsvari et al. 19. De auteurs gemaakt van een semi-geautomatiseerd instrument voor kort theta analyse (15-50 min) die niet geschikt voor lange-tijd EEG-registraties. Onze werkwijze beschreven, maakt de analyse van de lange termijn EEG-registratie&gt; 48 uur 20. Csicsvari et al. 10 ook wel de theta-delta ratio, maar geen drempel voor de bepaling van zeer georganiseerde theta oscillaties voorzien. De delta en theta range definities overeen met onze frequentiebereik definities. Aangezien dit niet expliciet vermeld, veronderstellen we dat een FFT-gebaseerde methode wordt gebruikt Csicsvari et al. de kracht van de theta-delta frequentiebanden berekenen. Dezeopnieuw duidelijk van onze werkwijze, omdat we berekenen wavelet-gebaseerde amplitudes op een groot aantal frequentie schalen (frequentiestappen Δ (f) = 0,05 Hz), zodat veel hogere precisie. De duur van de individueel geanalyseerde EEG tijdperk lijkt op onze definitie. Klausberger et al. 21 Ook het gebruik van theta-delta&#39;s maken de analyse van de lange termijn EEG-registraties. Er zijn echter drie belangrijke verschillen ten opzichte van onze werkwijze: i) de Periodeduur EEG is veel langer, dat wil zeggen ten minste 6 s; ii) de theta-delta verhouding op 4, dat is veel hoger dan onze drempel, en is gerelateerd aan ander frequentiebereik definities; en iii) de definitie van vermogen waarschijnlijk gebaseerd op FFT benadering, die een hoge precisie ontbreekt, in het bijzonder voor zeer korte tijdvensters (2 s, dat wil zeggen, 5 cycli trillingen met een frequentie van 2,5 Hz). In dergelijke gevallen is een wavelet-gebaseerde procedure is bevelen.Een studie door Caplan et al. 22 uitsluitend berekende theta vermogen, terwijl het negeren van de theta-delta vermogensverhouding. Dus de Caplan benadering 22 kan geen onderscheid tussen cognitieve theta-rijke processen gepaard met een hoge of lage delta. In de volgende protocol, zullen we onze analytische wavelet-gebaseerde aanpak te presenteren op een betrouwbare manier te analyseren goed georganiseerde theta-oscillaties in de hippocampus EEG-registraties van muizen. Aangezien deze regeling automatisch werkt, kan worden toegepast om grote hoeveelheden gegevens en langdurige EEG-metingen.

<table><tbody><tr><td>Carprofen (Rimadyl VET - Injektionsl&ouml;sung)</td><td>Pfizer</td><td>PZN 0110208208</td><td>20ml</td></tr><tr><td>binocular surgical magnification microscope</td><td>Zeiss Stemi 2000</td><td>0000001003877, 4355400000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000</td><td></td></tr><tr><td>Dexpanthenole (Bepanthen Wund- und Heilsalbe)</td><td>Bayer</td><td>PZN: 1578818</td><td></td></tr><tr><td>drapes (sterile)</td><td>Hartmann</td><td>PZN 0366787</td><td></td></tr><tr><td>70% ethanol</td><td>Carl Roth</td><td>9065.5</td><td></td></tr><tr><td>0.3% / 3% hydrogene peroxide solution</td><td>Sigma</td><td>95321</td><td>30% stock solution</td></tr><tr><td>gloves (sterile)</td><td>Unigloves</td><td>1570</td><td></td></tr><tr><td>dental glas ionomer cement</td><td>KentDental /NORDENTA</td><td>957 321</td><td></td></tr><tr><td>heat-based surgical instrument sterilizer</td><td>F.S.T.</td><td>18000-50</td><td></td></tr><tr><td>high-speed dental drill</td><td>Adeor</td><td>SI-1708</td><td></td></tr><tr><td>Inhalation narcotic system (isoflurane)</td><td>Harvard Apparatus GmbH</td><td>34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Baxter 250 ml</td><td>PZN 6497131</td><td></td></tr><tr><td>Ketamine</td><td>Pfizer</td><td>PZN 07506004</td><td></td></tr><tr><td>Lactated Ringer's solution (sterile)</td><td>Braun</td><td>L7502</td><td></td></tr><tr><td>Nissl staining solution</td><td>Armin Baack</td><td>BAA31712159</td><td></td></tr><tr><td>pads (sterile)</td><td>ReWa Krankenhausbedarf</td><td>2003/01</td><td></td></tr><tr><td>Steel and tungsten electrodes parylene coated</td><td>FHC Inc., USA</td><td>UEWLGESEANND</td><td></td></tr><tr><td>stereotaxic frame</td><td>Neurostar</td><td>51730M</td><td>ordered at Stoelting</td></tr><tr><td>(Stereo Drive-New Motorized Stereotaxic)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>tapes (sterile)</td><td>BSN medical GmbH &amp; Co. KG</td><td>626225</td><td></td></tr><tr><td>TA10ETA-F20</td><td>DSI</td><td>270-0042-001X</td><td>Radiofrequency transmitter 3.9 g, 1.9 cc, input voltage range &plusmn; 2.5 mV, channel bandwidth (B) 1 - 200 Hz, nominal sampling rate (f) 1,000 Hz (f = 5B) temperature operating range 34 - 41 &deg;C warranted battery life 4 months</td></tr><tr><td>TL11M2-F20EET</td><td>DSI</td><td>270-0124-001X</td><td>Radiofrequency transmitter 3.9 g, 1.9 cc, input voltage range &plusmn; 1.25 mV, channel bandwidth (B) 1 - 50 Hz, nominal sampling rate (f) 250 Hz (f = 5B) temperature operating range 34 - 41 &deg;C warranted battery life 1.5 months</td></tr><tr><td>Vibroslicer 5000 MZ</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>5000-005</td><td></td></tr><tr><td>Xylazine (Rompun)</td><td>Bayer</td><td>PZN: 1320422</td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks Inc.</td><td></td><td>programming, computing and visualization software</td></tr><tr><td>SPSS</td><td>IBM</td><td></td><td>statistical analysis software</td></tr></tbody></table>

automatische detectie van zeer georganiseerde theta-oscillaties in het muizen eeg

Automatic Detection of Highly Organized Theta Oscillations in the Murine EEG

Theta activiteit gegenereerd in de septohippocampal systeem en kan worden opgenomen met diepe intrahippocampale elektroden en implanteerbare elektro-encefalogram (EEG) of radiotelemetrie tuiersysteem benaderingen. Farmacologisch, hippocampus theta heterogeen (zie dualistische theorie) en kan worden onderverdeeld in type I en type II theta. Deze individuele EEG subtypes zijn aan specifieke cognitieve en gedragstoestanden, zoals opwinding, exploratie, leren en geheugen, hogere integratieve functies, enz neurodegeneratieve ziekten, zoals Alzheimer, structurele en functionele veranderingen van de septohippocampal systeem kan verminderde theta activiteit / oscillaties. Een standaard kwantitatieve analyse van de hippocampus EEG omvat een Fast-Fourier-Transformatie (FFT) gebaseerde frequentieanalyse. Echter, deze procedure niet details over theta-activiteit in het algemeen en goed georganiseerde theta-oscillaties in het bijzonder. Met het oog op het verkrijgen van detaILED informatie over zeer georganiseerde theta oscillaties in de hippocampus, hebben we een nieuwe analytische benadering ontwikkeld. Deze benadering zorgt voor tijd- en kosteneffectieve kwantificering van de duur van goed georganiseerde theta-oscillaties en de frequentiekarakteristieken.

Theta activiteit kan worden opgenomen in een breed scala van het centrale zenuwstelsel (CNS) regio&#39;s. Hier presenteren we een analyse van theta-oscillaties van het murine hippocampus. Dergelijke oscillaties kunnen optreden tijdens verschillende gedrags- en cognitieve toestanden. Het wordt sterk aangeraden om theta-oscillaties zowel onder spontane lange termijn, taakgerichte op korte termijn, en farmacologisch geïnduceerde omstandigheden te analyseren. Figuur 1...

Theta-activiteit in de hippocampus is gerelateerd aan specifieke cognitieve en gedragsstadia. Hier beschrijven we een analytische methode om hoog georganiseerde theta-oscillaties binnen de hippocampus te detecteren met behulp van een tijd-frequentie ( d.w.z. golfjesanalyse) gebaseerde aanpak.

Automatische detectie van zeer georganiseerde theta-oscillaties in het Muizen EEG

Theta activity is generated in the septohippocampal system and can be recorded using deep intrahippocampal electrodes and implantable ...

Het algemene doel van deze procedure is om farmacologisch geïnduceerde, zeer georganiseerde theta-oscillaties bij muizen te analyseren met behulp van implanteerbare EEG-radiotelemetrie. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het veld van de systemische neurowetenschappen, zoals het induceren, detecteren en kwantificeren van zeer georganiseerde theta-oscillaties in het EEG van muizen met behulp van langdurige radiotelemetrische EEG-opnamen van de hippocampus. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het helpt bij het analyseren van zeer georganiseerde theta-oscillaties in grootschalige murine EEG-opnamen van de hippocampus.De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot onze therapie voor neuropsychiatrische en neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer, omdat frequentieveranderingen zoals theta-dysritmie hier vaak mee geassocieerd worden. Hoewel deze methode inzicht kan geven in murine hippocampaal theta-dysritmie, kan ze na aanpassing ook worden toegepast op EEG-opnamen van andere soorten, waaronder mensen. Over het algemeen zal deze methode bij een nieuw ritueel problematisch zijn, aangezien de detectieanalyse van theta-oscillatie een correcte implantatie van EEG-elektroden en theta-inductie vereist.Kras vóór het inbrengen van de elektroden de paryleencoating van de punt af. Clip vervolgens het extracraniale deel van een elektrode mechanisch aan de roestvrijstalen helix van de zender. Maak deze vervolgens in kort tot de vereiste lengte.Om de radiofrequentie-zender te implanteren, plaatst u een geanestheseerde muis op de operatietafel en blijft u isofluraan aan het dier toedienen via een gezichtsmasker. Controleer de diepte van de anesthesie door de staartknijpreflex, de voetknijpreflex en de ademhalingsfrequentie te controleren. Verwijder vervolgens de lichaamsbeharing van de hoofdhuid en desinfecteer de geschoren hoofdhuid met 70% ethanol en een jodiumhoudend scrubmiddel.Maak vervolgens met een scalpel een middenlijnincisie op de hoofdhuid van het voorhoofd tot de nekregio. Bereid daarna aan één zijde van de rug van het dier een subcutane pouch voor door een bloedloze dissectie uit te voeren met een chirurgische schaar. Plaats vervolgens de zender in de subcutane pouch en berg de overtollige lengte van de flexibele zenderkabels op in de pouch.Fixeer vervolgens de schedel met een neusklem. Plaats daarna het proefdier op het stereotaxische frame en stel de oorstaven in.Breng 0,3 procent waterstofperoxide aan op de schedel om eventueel weefsel te verwijderen en om de visualisatie van de schedennaden en de craniometrische referentiepunten, zoals bregma en lambda, te vergemakkelijken. Boor vervolgens de gaten op de gekozen coördinaten met een neurochirurgische hogesnelheidsboor in een drukloze modus bij maximale snelheid. Selecteer de juiste elektroden en steriliseer de elektroden met 70% ethanol vóór implantatie.Het type elektrode moet zorgvuldig worden gekozen op basis van de experimentele vereisten. Meestal worden paryleene-gecoate wolfraam- of roestvrijstalen elektroden het meest gebruikt. Fixeer vervolgens de elektroden met glasionomeercement en wacht tot het cement volledig is uitgehard.Sluit vervolgens de hoofdhuid door middel van overlappende hechtingen met niet-absorbeerbaar hechtmateriaal. Dien voor de postoperatieve pijnbestrijding gedurende vier dagen na de implantatie éénmaal per dag subcutaan carprofen toe. Laat het dier 10 tot 14 dagen herstellen voordat de opname- of injectie-experimenten worden gestart.Activeer bij deze procedure de radiofrequentiezender met de magnetschakelaar. Voer langdurige hippocampale EEG-registraties uit gedurende ten minste 24 tot 48 uur. De analyse van de EEG-amplitude en de EEG-frequentiekenmerken van langdurige registraties biedt gedetailleerd inzicht in de circadiane afhankelijkheid van theta-oscillaties en hun associatie met specifiek gedrag en cognitieve condities of taken.Voor de farmacologische inductie van theta-oscillaties wordt het dier vooraf behandeld met methscopolamine om perifere muscarine-reacties te voorkomen. Dien vervolgens een enkele dosis urethaan of een muscarine-receptoragonist toe aan de muis voor de initiatie van theta. Injecteer na ongeveer 60 minuten atropine om onderscheid te maken tussen atropine-gevoelige type twee en atropine-ongevoelige type één theta-oscillaties.En ga verder met de opname. Om de plaatsing van de EEG-elektroden te valideren, knipt u de roestvrijstalen elektroden door en verwijdert u de radiofrequentiezender. Offer daarna de muis en verwijder de hersenen uit het neurocranium.Om de plaatsing van de elektroden te valideren, wordt het geëxtraheerde brein met een adhesief op de weefshouder van een Vibroslicer gemonteerd. Snijd het brein vervolgens in coronale coupes van 100 micrometer. Monteer de coupes op glazen objectglaasjes en kleur deze met nissl-blauw volgens de standaard histologische procedure.Voeg het dier pas toe voor analyse wanneer het voldoet aan de juiste criteria voor de plaatsing van de EEG-elektroden. Voor de CA1-regio moet de punt van de diepe elektrode zijn gelokaliseerd binnen de piramidale laag van CA1. Upload de EEG-gegevens.Hier is een representatief EEG-segment van 30 minuten. Gebruik de hier getoonde complexe Morlet-waveletfunctie voor tijd-frequentieanalyse. Voor de tijd-frequentieanalyse is het frequentiebereik ingesteld tussen 0,2 en 12 Hz en is de stapgrootte ingesteld op 0,1 Hz. Deze kleurgecodeerde tijd-frequentieplot van het EEG-segment illustreert de theta- en de hogere delta-frequentiebereiken.Hier wordt een geëxtraheerde EEG-epoch van 2,5 seconden geanalyseerd op een theta-segment. Aangezien de maximale amplitude in het theta-bereik gedeeld door die in het bovenste delta-bereik groter is dan 1,5, wordt dit segment geclassificeerd als een theta-oscillatoire epoch. Dit garandeert dat de maximale theta-amplitude minstens 50% hoger is dan de amplitude in de bovenste delta-band in de berekende EEG-epoch.Deze figuur toont de correlatie tussen de sterk georganiseerde theta-oscillaties en de theta-detectiemaat in de EEG-registratie, waarbij de theta-oscillatoire segmenten gekwantificeerd en statistisch geanalyseerd kunnen worden. Hier zijn twee EEG-epochs van 2,5 seconden, die respectievelijk visueel zijn geclassificeerd als non-theta- en theta-segmenten. En hier is de tijd-frequentieanalyse van de CA1 EEG-segmenten, weergegeven in de overeenkomstige grafieken hierboven in het bereik van 0,2 tot 12 Hz. Omdat de amplitude kleurgecodeerd is, vertoont de tijd-frequentieanalyse van het non-theta EEG-segment een regelmatig fluctuerende theta-architectuur met betrekking tot de frequenties in de tijd.Terwijl het segment met sterk gesynchroniseerde theta-oscillaties wordt gekenmerkt door een regelmatige, niet-fluctuerende theta met een hoge amplitude en een nagenoeg constante frequentie van zes Hz. De ratio van maximale theta-amplitude ten opzichte van maximale delta-amplitude is 1,25 in deze kaart en 4,67 in deze kaart. Dit classificeert dit EEG-epoch duidelijk als een theta-oscillatie EEG-segment. Eenmaal beheerst kan deze techniek in één uur worden voltooid, mits deze correct wordt uitgevoerd.Na deze procedure kunnen andere methoden, zoals tijd-frequentieanalyse van andere frequentiebanden of geautomatiseerde detectie van aanvallen, worden uitgevoerd om vragen te beantwoorden zoals of andere EEG-banden zijn aangetast, hoe zij gekoppeld zijn en hoe zij gerelateerd zijn aan neurale hyperexcitabiliteit. Na de ontwikkeling hiervan maakte deze techniek de weg vrij voor onderzoekers in het veld van de systemische neurowetenschappen om veranderingen in de theta-architectuur van de hippocampus te onderzoeken in transgene muismodellen, zoals muismodellen voor de ziekte van Alzheimer. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u hooggeorganiseerde theta-oscillaties induceert, detecteert en analyseert.

automatic-detection-highly-organized-theta-oscillations-murine

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

This video demonstrates a protocol to modulate theta oscillations in a genetically engineered mouse model with light-sensitive ion channels in its GABAergic medial septum neurons. By delivering light pulses to the hippocampus, the protocol aims to synchronize neuronal activity and generate theta oscillations, which are recorded as local field potentials.

Selective Manipulation of Theta Oscillations in a Mouse Model

This video demonstrates the recording of rhythmic neuronal network activity, also known as theta oscillations, in an isolated hippocampus. Electrodes are inserted into various layers and spatial positions to detect and analyze theta oscillations. This shows the unique neuronal compositions and the connectivity of the neuronal network across different layers of the hippocampus.

In Vitro Recording of Theta Oscillations in the Mouse Hippocampus

De registratie van elektro-encefalogram (EEG) en elektromyogram (EMG) bij muizen die zich vrij kunnen bewegen, is een cruciale stap om gedrag en fysiologie te correleren met slaap en waakzaamheid. Het experimentele protocol dat hier wordt beschreven, biedt een kabelgebaseerd systeem voor het verkrijgen van EEG- en EMG-opnamen bij muizen.

Huisstijlen Opname Procedure voor het meten van de Slaap in Muizen

High Frequency Trillingen (HFO) naar voren zijn gekomen als prechirurgische biomarkers voor de identificatie van de epileptogene zone bij pediatrische patiënten met medisch refractaire epilepsie. Een methodologie voor de niet-invasieve opname, detectie en lokalisatie van HFO met gelijktijdige hoofdhuid elektro-encefalogram (EEG) en magneto (MEG) wordt gepresenteerd.

Interictale High Frequency Trillingen gedetecteerd met gelijktijdige magneto en elektro zo Biomarker of Pediatric Epilepsie

Dit artikel toont de prestaties van acupunctuur, epilepsiemodellen en de analyse van slaap bij knaagdieren. De acupunctuurprocedure en de identificatie van acupunctuurpunten worden beschreven. Pilocarpine of pentyleentetraazool (PTZ) wordt gebruikt om epilepsie te induceren. Elektrokortikogram (ECoG), elektromyogram (EMG), hersentemperatuur en opnames van locomotorische activiteit worden gebruikt voor slaapanalyse.

Manipulatie van Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) en Sleep bij ratten en muizen door Acupunctuur

Hier presenteren we experimentele en analytische procedures om de temporale dynamiek van de neurale en hartvariabelen van niet-REM slaap in muizen te beschrijven, die de respons op slaapresponsen voor akoestische stimuli moduleren.

Quantum Infra-slow Dynamics of Spectral Power en Heart Rate in slaapmuizen

We beschrijven het gebruik van optogenetics en elektrofysiologische opnames voor selectieve manipulaties van hippocampal theta oscillaties (5-10 Hz) in gedragend muizen. De werkzaamheid van de entrainment ritme wordt gecontroleerd met behulp van lokale veld potentieel. Een combinatie van opto- en Farmacogenetische inhibitie adressen de efferent uitlezing van hippocampal synchronisatie.

Optogenetic meevoeren van Hippocampal Theta oscillaties in het gedrag van muizen

Dit protocol biedt een open source, gecompileerd MATLAB-programma dat multitaper-spectrogrammen genereert voor elektroencephalografische gegevens.

Computergebaseerd Multitaper Spectrogram programma voor Elektroencephalografische gegevens

Met behulp van gelijktijdige video-EEG-ECG-oximetrie-capnografie ontwikkelden we een methodologie om de gevoeligheid van konijnenmodellen te evalueren om uitgelokte hartritmestoornissen en aanvallen te ontwikkelen. Dit nieuwe opnamesysteem creëert een platform om de werkzaamheid en veiligheid van therapieën te testen en kan de complexe cascade van multi-systeemgebeurtenissen vastleggen die culmineren in plotselinge dood.

Multi-systeem monitoring voor identificatie van aanvallen, hartritmestoornissen en apneu bij bewuste ingehouden konijnen

Dit protocol is ontwikkeld om een betrouwbaar en gemakkelijk toegankelijk systeem te creëren voor het registreren van vrij bewegende EEG van knaagdieren.

Een kosteneffectief en minimaal invasief protocol voor chronische multi-site elektro-encefalografie-opname bij vrij bewegende muizen

Leer hoe je georganiseerde theta-oscillaties detecteert in muizen-EEG met behulp van implanteerbare radiotelemetrie. Deze methode ondersteunt onderzoek naar cognitieve functies en neurodegeneratieve ziekten.

Automatische detectie van zeer georganiseerde theta-oscillaties in het Muizen EEG

Meer video's verkennen