30 november 2017
Dit protocol beschrijft een eenvoudige methode voor gelijktijdige opname van co gelokaliseerde elektro-encefalografie (EEG) en multi-laminaire lokale veld potentieel in een narcose rat. Een burr gat geboord in de schedel voor het inbrengen van een micro-elektrode is aangetoond dat het te verwaarlozen vervorming van het EEG signaal veroorzaken.
Het algemene doel van deze methodologie is om gelijktijdig co-gelocaliseerde elektro-encefalografie en lokale veldpotentiaal op te nemen bij de anesthetiseerde rat. Om deze procedure te beginnen, noteer het gewicht van de rat op een laboratoriumweegschaal. Anesthetiseer de rat in een isofluraankamer.
Plaats het vervolgens op een stereotactische houder, met een papieren handdoek onder zijn lichaam en laat zijn tanden rusten op de beetbalk. Breng vervolgens continu isofluraan toe via een harde, plastic neuskoker gemonteerd op de neusklem. Verbind de kegel met een klein dierenisofluaan anesthesiesysteem.
Na dat, plaats een thermostatisch verwarmingskussen onder de papieren handdoek waarop de rat rust en bevestig vervolgens het hoofd van de rat met twee oorbeugels. Controleer de lichaamstemperatuur met behulp van een rectale thermometer. Scheer nu de bovenkant van het hoofd van het dier.
Breng vervolgens oogzalf aan op de ogen om uitdroging van het hoornvlies te voorkomen. Voordat u de schedel blootstelt, breng lidocaïnedruppels aan op de hoofdhuid en masseer deze voorzichtig in de huid. Maak vervolgens een middenlijnsnede van ongeveer twee tot drie centimeter op de hoofdhuid met behulp van een scalpel om de schedel bloot te leggen.
Scheiden voorzichtig de temporalis spier, contralateraal aan de snorharen die moeten worden gestimuleerd, van de schedel met behulp van een jackschraper en een paar gekartelde, gebogen dissectiepincetten. Reinig de schedel met wattenstaafjes wanneer nodig. Gebruik een gevlochten, zijden, niet-oplosbare hechtdraad om de gescheiden spier met een strakke knoop aan de hoofdhuid te binden en bind vervolgens de hechtdraad stevig aan het stereotactische frame.
Gebruik vervolgens de stereotactische coördinaten om de barrel cortex te lokaliseren, die twee en een halve millimeter caudaal is ten opzichte van bregma en zes millimeter lateraal van de middenlijn. Teken vervolgens een stip op de locatie van de somatosensorische cortex met behulp van een fijne punt, permanente marker. Boor een gat met een diameter kleiner dan twee millimeter in de schedel.
Zorg ervoor dat u niet in de dura boort. Verdun de bodem van het gat tot transparantie. Om te voorkomen dat de schedel tijdens het boren oververhit raakt, breng elke 10 tot 15 seconden steriel zoutoplossing aan op het werkgebied.
Gebruik vervolgens een naald van 27 gauge om de dura te doorboren om de inbrenging van een micro-elektrode mogelijk te maken. Breng vervolgens het stereotactische frame met de rat over naar een faradaykooi gemonteerd op een vibratie-isolatiewerkstation. Bevestig een oximetersensorklem, aangesloten op een oximetercontrole-eenheid, aan de achterste poot van de rat om de fysiologische parameters continu te monitoren.
Vervang vervolgens de harde, plastic neuskoker en de neusklem door een micro flex-ademhalingstoestel voorzien van een transparante zachte neuskoker om eenvoudige snorharenstimulatie aan één kant van het snorhaarkussen mogelijk te maken zonder de isofluraanadministratie te compromitteren. Plaats vervolgens twee roestvrijstalen stimulerende elektroden in het snorhaarkussen dat is blootgelegd door de uitsparing in de neuskoker. Verbind vervolgens de stimulerende elektroden met een geïsoleerde stroomstimulatie.
Til vervolgens de huid van de middenlijn van de nek op met een pincet en maak een incisie van één tot twee centimeter met een schaar, klaar voor het plaatsen van referentie-elektroden. Reinig en droog in deze procedure de schedel rond het gat in de schedel met behulp van een wattenstaafje. Breng voorzichtig de geleidende EEG-pasta aan op een platte zijde van een EEG-spinelektrode.
Laat een klein gaatje vrij van EEG-pasta op de spinelektrode om een multilamellaire micro-elektrode door het gaatje te laten passeren zonder contact met de pasta en de spinelektrode. Richt de spinelektrode uit met het gat in de schedel met de EEG-pasta naar de schedel gericht. Druk de spinelektrode voorzichtig op de schedel en zorg voor een stevig contact met de schedel via de EEG-pasta.
Verwijder eventuele pasta die het gat in de schedel bedekt, met behulp van een naald op een spuit en verwijder overtollige EEG-pasta voorbij de perifie van de spinelektrode, zodat het contact tussen de spinelektrode en de schedel ruimtelijk beperkt is tot de grootte van de elektrode. Smeer vervolgens EEG-pasta op de referentie-elektrode voor de EEG en plaats deze veilig in de incisie aan de achterkant van de nek van de rat. Verbind vervolgens de EEG-elektroden met de voorversterker via een passieve signaalverdeler voor signalen met lage impedantie.
In dit stadium test u de weerstand van de EEG-sonde om ervoor te zorgen dat deze onder de vijf kilo ohm ligt. Als dat niet het geval is, voegt u meer EEG-pasta toe en zorg ervoor dat de spinelektrode goed contact maakt met de schedel. Monteer vervolgens een micromanipulatorarm op het stereotactische frame.
Verbind een lineaire 16-kanaals micro-elektrode met een 16-kanaals acute hoofdfase, veilig vastgeklemd op de micromanipulatorarm. Smeer vervolgens EEG-pasta op de referentie-elektrode voor de micro-elektrode en plaats deze vervolgens veilig in de incisie, naast de referentie-elektrode voor de EEG. Pas de hoek van de micromanipulatorarm aan zodat de micro-elektrode loodrecht op het corticale oppervlak staat.
Laat de micro-elektrode nu onder een microscoop zakken, zodat de punt van de micro-elektrode gericht is op de kleine opening aan de onderkant van het gat in de schedel totdat de bovenste elektrode net het corticale oppervlak penetreert. Zorg ervoor dat u de micro-elektrode niet op het oppervlak van de dura drukt, omdat dit de elektrode zou breken. Breng de micro-elektrode in op een diepte van 1.500 micrometer op het corticale oppervlak.
Micro-instel de diepte door een reeks stimuli toe te passen op het snorhaarkussen en het 16-kanaals geëvokeerd LFP te observeren op een PC-monitor. Draai voorzichtig de z-asknop op de micromanipulator totdat de hoogste amplitude van het geïnvokeerde LFP optreedt, omdat dit samenvalt met de laag vier in de cortex. Deze figuur laat zien dat de ERP, opgenomen door de EEG-sonde, een orde van grootte kleiner is dan de
Dit protocol beschrijft een methode voor de gelijktijdige registratie van elektro-encefalografie (EEG) en multi-laminaire lokale veldpotentialen (LFP) in een geanestheseerde rat. De techniek biedt inzicht in de relatie tussen EEG- en LFP-signalen in de barrelcortex, terwijl minimale vervorming van het EEG-signaal door de invasieve procedure wordt gegarandeerd.
Gelijktijdige EEG- en LFP-registratie maakt mechanische risicoreductie bij doelwitvalidatie mogelijk door macroscopische hersensignalen te koppelen aan microcircuitactiviteit. Deze aanpak verhoogt het voorspellend vertrouwen in preklinische modellen van neurologische aandoeningen door de neurofysiologische oorsprong van EEG-biomarkers te verduidelijken. Het ondersteunt de translationele ontwikkeling van biomarkers via cross-schaal signaalcorrelatie in ziekterelevante systemen.
Deze methode slaat een brug tussen vroege ontdekking en preklinische validatie door niet-invasieve EEG-metingen te koppelen aan invasieve LFP-metingen in knaagdiermodellen van corticale functie.