12 januari 2018
We ontwierpen een droog-type 16 kanaals EEG sensor die niet-invasief, vervormbare en opnieuw bruikbaar is. Dit witboek beschrijft het gehele proces van productie de voorgestelde EEG elektrode signaal verwerking van visual evoked potentieel (VEP) signalen op een muis-hoofdhuid met behulp van een droge niet-invasieve multi-kanaals EEG sensor gemeten.
Het algemene doel van deze procedure is om visuele geëvokte potentialen op een muizenschedel te meten met behulp van een droge, niet-invasieve en multi-kanaals EEG-sensor. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van snelle vragen in het gebied van pre-klinisch translationeel onderzoek om de signaallacune in niet-invasieve EEG-onderzoek tussen mens en laboratoriumdieren te overbruggen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is de niet-invasiviteit, wat de begrippen van EEG bij dieren verbetert.
Bovendien biedt het veilige en gemakkelijke experimentele omgevingen. Begin met het voorbereiden van 16 pinnen voor één niet-invasieve elektrode. Snijd twee stukken glasvezelsubstraten met de afmeting van 15 millimeter bij 17 millimeter.
Maak vervolgens 16 gaten met een diameter van 1,2 millimeter met behulp van een precisie graveermachine. Boor vervolgens 16 gaten in de platte substraten volgens de coördinatie van de sonde, gelijkmatig met een interval van twee millimeter. Stapel twee substraten en breng een druppel sneldrogende kleeflijm aan tussen de substraatlagen om een dubbele laag van drie millimeter dikte te creëren, die 16 stabiele en parallelle elektroden ondersteunt tijdens signaalverwerving.
Vervolgens monteer je de 16 elektroden handmatig een voor een op het substraat. Soldeer en verbind elk elektrodes eindsoldeerkap-onderdeel met de aanraakbeveiligde connector. Bedek en verberg ten slotte de blootgestelde verbindingen met krimpkous voor elektrische isolatie.
Op de verdovende muis, begin met het aanbrengen van oogzalf met een wattenstaafje om het hoornvlies vochtig te houden. Verwijder de haren rond het hoofd en de schouders met een haarkapper. Smeer vervolgens commercieel verkrijgbare ontharingscrème uit en laat deze drie tot vier minuten op dit gebied zitten.
Verwijder ten slotte de aangebrachte ontharingscrème met een spatel en veeg de rest weg met natte doekjes, waarbij je meerdere keren water aanbrengt. Begin met het bevestigen van het hoofd van de muis aan het stereotaxische frame door oorbeugels in de oorkanalen van de muis te plaatsen en ze op hun plaats te draaien. Monteer de sensor in de op maat gemaakte elektrodehouder.
Bevestig vervolgens de sensorhouder aan het stereotaxische frame. Lokaliseer de flexibele elektro-encefalografie, of EEG-sensor, rekening houdend met de referentie-elektrode en bregma-positie. Laat vervolgens de sensor voorzichtig in de verticale richting zakken, zodat de gerangschikte elektrodeplungers gelijkmatig contact maken met de muizenschedel op de gebogen rand.
Controleer of de impedanties binnen het juiste bereik liggen, van 100 kiloohm tot twee megaohm. Herpositioneer de elektrode wanneer een impedantiewaarde buiten het bereik ligt. Plaats vervolgens de fotostimulator op 20 centimeter afstand van de ogen van de muis.
Stel de parameters van de experimentele apparaten zo in dat de bemonsteringsfrequentie 500 hertz is, notchfiltering 60 hertz, het interval tussen stimuli 10 seconden, de flitsduur 10 milliseconden en het aantal flitsstimuli 100 proeven per proefpersoon. Bepaal ten slotte, voordat u begint met de EEG-opnamen, de muis gedurende 10 minuten in de donkere kooi voor donkere visuele aanpassing. Gemiddelde visuele geëvokte potentiaalreacties geven minimale signaalschommelingen aan na stimulatie, minder dan 300 milliseconden in duur.
Het signaal stabiliseert zich geleidelijk tijdens de post-stimulatieperiode. Verder kunnen 14 kanalen in verschillende groepen worden gecategoriseerd op basis van de VEP-reacties, waarbij vergelijkbare morfologieën en patronen worden onthuld. Als deze techniek eenmaal onder de knie is, kan deze in één uur worden voltooid als deze correct wordt uitgevoerd.
Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de status van anesthesie van het dier te controleren. Het combineren van deze procedure met andere methoden, zoals hersenstimulatie of oppervlakkige diepe elektrofysiologische opnamen, kan worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals optimalisatie van hersenstimulatieparameters of bronlokalisatie. Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg geëffend voor onderzoekers op het gebied van translationeel onderzoek om fundamenteel wetenschappelijk onderzoek te verbinden met menselijke hersenonderzoek met vergelijkbare, betrouwbare en efficiënte onderzoek zonder enige invasieve chirurgische voorbereiding.
Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u visuele geëvokte potentialen op een muizenschedel kunt meten met behulp van een nieuwe elektrode die het voordeel heeft van flexibiliteit, droge status, multikanaals mogelijkheden, niet-invasiviteit en herbruikbaarheid.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie presenteert een droge, 16-kanaals EEG-sensor die is ontworpen voor niet-invasieve, flexibele signaalacquisitie vanaf de hoofdhuid van een muis. De focus ligt op het meten van visueel opgeroepen potentialen (VEP) in preklinisch onderzoek, waarbij de niet-invasieve EEG-technologie wordt verbeterd voor een beter begrip van de hersenactiviteit bij dieren.
Niet-invasieve EEG-methoden in preklinische modellen overbruggen de translationele kloof tussen neurofysiologie bij dieren en mensen door herhaalbare, schaalbare neurale read-outs mogelijk te maken zonder chirurgische interventie. Deze droge multichannel-sensor ondersteunt mechanische risicoreductie bij targetvalidatie door kwantitatieve, tijdsopgeloste biomarkers van de functie van sensorische paden te leveren. De herbruikbaarheid en compatibiliteit met longitudinale onderzoeksontwerpen verhogen de portfolio-efficiëntie in vroege discovery-pipelines die gericht zijn op CNS-therapeutica.
De methode past binnen het ontdekkingscontinuüm van het testen van doelhypotheses tot lead-optimalisatie, waarbij functionele neurale biomarkers de go/no-go-beslissingen informeren voorafgaand aan aanzienlijke investeringen.