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

Het algemene doel van deze procedure is om farmacologisch geïnduceerde hoog georganiseerde theta-oscillaties bij muizen te analyseren met behulp van implanteerbare EEG-radiotelemetrie. Deze boodschap kan helpen om belangrijke vragen in het systeemneurowetenschappelijk veld te beantwoorden, zoals hoe hoog georganiseerde theta-oscillaties in het EEG van muizen kunnen worden geïnduceerd, gedetecteerd en gekwantificeerd met behulp van langetermijn hippocampale EEG-radiotelemetrische opnamen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het helpt om hoog georganiseerde theta-oscillaties in grote schaal muur hippocampale EEG-opnamen te analyseren.

De implicaties van deze techniek breiden zich uit tot onze therapie van neuropsychiatrische en neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer, omdat frequentie-alteraties zoals theta-dysrythmie vaak ermee geassocieerd zijn. Hoewel deze methode inzicht kan geven in hippocampale theta-dysrythmie bij muizen, kan het ook worden toegepast op EEG-opnamen van andere soorten, inclusief mensen na aanpassing. Over het algemeen, als het ritueel nieuw is, zal deze methode worstelen, omdat de detectieanalyse van theta-oscillatie een goede EEG-elektrode-implantatie en theta-inductie vereist.

Voorafgaand aan het inbrengen van de elektroden, krab het parylene-coating van de punt. Vervolgens knip je mechanisch het extracraniale deel van een elektrode aan de roestvrijstalen helix van de zender. En verkort ze tot de vereiste lengte.

Om de radiofrequentiezender te implanteren, plaats je een verdoofde muis op de operatietafel en blijf je isofluraan aan het dier toedienen via een gezichtsmasker. Zorg voor de diepte van de verdoving door de staartprikreflex, voetprikreflex en ademhalingsfrequentie te controleren. Vervolgens verwijder je het lichaamshaar van de hoofdhuid en desinfecteer je de geschoren hoofdhuid met 70%ethanol en een jodium-gebaseerde scrub.

Vervolgens maak je een middenlijnsnede op de hoofdhuid van het voorhoofd tot de nekstreek met behulp van een scalpel. Bereid vervolgens een subcutane zak aan één kant van de achterkant van het dier voor door een bloeddissectie uit te voeren met chirurgische schaar. Vervolgens wordt de zender in de subcutane zak geplaatst en wordt de overtollige lengte van de flexibele zenderleidingen in de zak gedeponeerd.

Vervolgens fixeer je de schedel met behulp van een neusklem. Plaats vervolgens het experimentele dier op het stereotactische frame. En zet de oorstaven.

Breng 0,3 procent waterstofperoxide aan op de schedel om eventueel weefsel te verwijderen en om de craniale naden en de craniometrische landmerken zoals bregma en lambda te helpen visualiseren. Boor vervolgens de gaten op de coördinaten van keuze met behulp van een hoogsnelheids neurochirurgische boor in een drukloze modus met maximale snelheid. Selecteer de juiste elektroden en steriliseer de elektroden met 70%ethanol voorafgaand aan implantatie.

Het type elektrode moet zorgvuldig worden gekozen op basis van experimentele vereisten. Meestal zijn paryleen gecoate tungsteen of roestvrijstalen elektroden het meest gebruikelijk. Vervolgens bevestig je de elektroden met behulp van het glasionomeercement en wacht je tot het cement volledig is uitgehard.

Vervolgens sluit je de hoofdhuid met over en over suturen met niet-absorbeerbaar sutuurmateriaal. Voor pijnbestrijding na de operatie, toedien je carprofen eenmaal per dag gedurende vier dagen na implantatie subcutaan. Laat het dier 10 tot 14 dagen herstellen voordat je de opnamen of injectie-experimenten start.

In deze procedure activeer je de radiofrequentiezender met behulp van de magnetische schakelaar. Voer langetermijn hippocampale EEG-opnamen gedurende ten minste 24 tot 48 uur uit. De analyse van EEG-amplitude en EEG-frequentiekenmerken van langetermijnopnamen 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, behandel je het dier vooraf met metscopolamine om perifere muscarinereacties te voorkomen. Vervolgens geeft je een enkele dosis urethaan of een muscarinereceptoragonist aan de muis voor theta-initiatie. Na ongeveer 60 minuten injecteer je atropine om atropinegevoelige type twee van atropine-insensitieve type een theta-oscillaties te onderscheiden.

En ga door met opnemen. Om de EEG-elektrodeplaatsing te valideren, snijd je de roestvrijstalen elektroden door en verwijder je de radiofrequentiezender. Vervolgens offer je de muis op en verwijder je de hersenen uit de neurocranium.

Om de elektrodeplaatsing te valideren, monteer je de geëxtraheerde hersenen op de weefselhouder van een Vibroslicer met behulp van een kleefmiddel. En snijd de hersenen in 100 micrometer coronale plakken. Monteer de plakken op glazen glijmiddels en kleur ze met nisslblauw met behulp van standaard histologische procedure.

Incorporeer het dier voor analyse alleen wanneer het voldoet aan de juiste EEG-elektrodeplaatsingscriteria. Voor het CA1-gebied moet de punt van de diepe elektrode zich binnen de CA1-piramidelaag bevinden. Upload de EEG-gegevens.

Hier is een voorbeeld van een 30 minuten EEG-segment. Gebruik de complexe Morlet-golffunctie, hier weergegeven, voor tijdfrequentieanalyse. Voor tijdfrequentieanalyse wordt het frequentiebereik ingesteld tussen 0,2 en 12 Hz en wordt een stapgrootte ingesteld op 0,1 Hz. Deze kleurgecodeerde tijdfrequentiegrafiek van het EEG-segment illustreert de theta- en hogere deltafrequentiebereiken.

Hier wordt een geëxtraheerd 2,5 seconden EEG-epoch geanalyseerd voor het theta-segment. Aangezien de maximale amplitude in het theta-bereik gedeeld door die in het hogere delta-bereik groter is dan 1,5, wordt dit segment geclassificeerd als een theta-oscillerend epoch. Dit garandeert dat de maximale theta-amplitude ten minste 50% hoger is dan de amplitude in het hogere delta-band in de berekende EEG-epoch.

Deze figuur toont de correlatie van de hoog georganiseerde theta-oscillaties en het theta-detectiemeting in EEG-opname, waarin de theta-oscillerende segmenten kunnen worden gekwantificeerd en statistisch geanalyseerd. Hier zijn