Zapisy EEG o dużej gęstości swobodnie poruszających się myszy przy użyciu mikroelektrody na bazie poliimidu
11 stycznia 2011
W tym artykule opisaliśmy procedurę chirurgiczną i wskazówki dotyczące wszczepienia ultracienkiej matrycy mikroelektrod na bazie poliimidu (PBM-array) na czaszce myszy w celu uzyskania encefalografii o dużej gęstości (EEG) w modelu mysim.
Cześć, nazywam się Mina Lee i pracuję w Gen Choice Laboratory w Centrum Neuronauki w Koreańskim Instytucie Nauki i Technologii. Dzisiaj zademonstrujemy stan EG o dużej gęstości w modelu masowym z układem mikroelektrod na bazie poli. Procedura polega na ustawieniu instrumentów, przygotowaniu zwierząt do operacji i wykonaniu operacji stereotoksycznej.
Po operacji wykonamy zapis EEG, a następnie przeanalizujemy dane. Zacznijmy. Przed rozpoczęciem operacji należy ustawić stereo toksyczne instrumenty i wszystkie potrzebne materiały.
Środowisko powinno być czyste. Przygotuj mysz do zabiegu. Zademonstruję dzisiejszą operację przy użyciu 17-tygodniowej myszy hybrydowej basic six black six J 1 29 s four.
Możemy również użyć myszy, które są cięższe niż 25 gramów. Anyżuj mysz za pomocą wstrzyknięcia IP koktajlu zawierającego 120 miligramów na kilogram, ketaminę i sześć miligramów na kilogram. Delikatnie uszczypnij ogon myszy lub do, aby upewnić się, że mysz jest znieczulona wystarczająco głęboko, aby kontynuować operację.
Aby rozpocząć operację, należy rozdzielić zwierzę na stereo toxic. Umieść listwy powietrzne w złączu myszy jeden po drugim i dokręć je. Połóż trochę metanolu na jego głowie, a następnie uformuj dalszą część jego głowy.
Wstrzyknąć, wykonać przednie tylne nacięcie od między oczami do między uszami a czaszką. Ściśnij skórę myszy za pomocą mikrozacisków, aby nacięcie było szeroko uniesione. Usuń pozostałą tkankę lub błonę z czaszki za pomocą wysterylizowanych zamian.
Umieść pisak do znakowania nad jego głową. Zaznacz punkty lambda BMA. Następnie wyjmij pisak do znakowania i zaznacz punkty za pomocą starego, najlepszego pisaka.
Prosto w sedno. O to chodzi. Umieść elektrodę filmową nad głową i nałóż kroplę wody T na czaszkę.
Umieść BMA na środku piątej warstwy Ontario z poly best micro electro array. Ostrożnie podłóż folię od środka do później za pomocą miękkich bawełnianych zamian. Daj kilka minut, aż całkowicie wyschnie.
Pomaga to w lepszym przestrzeganiu zaleceń lekarskich. Wykonaj trzy ślady długopisu pisakiem olejnym w pozostałej przestrzeni. Te znaki to miejsca, w których będziesz wiercić.
Bądź bardzo ostrożny przy wierceniu otworów, aby nie dotykać wnętrza. Umieść trzy sterylne sterujące na czaszce i umieść je, aż będą szczelnie zamknięte. Wymieszaj gęstą partię płynu, płynu, dokładnie cementu dentystycznego i przykryj folię, elektrody i resztę czaszki.
Zrób kolejną partię i użyj jej do całkowitego zakrycia elektrody. Ponownie odkręć, aby je zabezpieczyć. Pamiętaj, że ten człowiek nie powinien znajdować się pod elektrodą filmową.
Umieść podwójny znak z taśmą z tyłu płaszczyzny łącznika. Umieść sztywny kij jako pasek na środku czaszki za pomocą mocnego kleju. W dzisiejszym eksperymencie używam końcówki wacika do cięcia do tego kroku patyczka, manipuluję pozycją złącza tak, aby była odwrotna, aż zetknie się z końcówką miejsca cięcia.
Odległość między czaszką a łącznikiem powinna być większa niż pięć milimetrów. Przyklej płaszczyznę łącznika do końcówki bawełnianej wymiany, dodając mocny klej. Przykryj resztę otwartej przestrzeni cementem akrylowym.
Po utwardzeniu cementu zdejmij zaciski i wymieszaj skórę. Wyjmij mysz z parusa i zakryj dodatkową przestrzeń. Za pomocą akrylowego cementu dentystycznego nałóż antybiotyk sodu wokół cementu i obszaru szwów.
Umieść mysz w jej własnej klatce i podaj listę pięciu dni na regenerację. Podłącz mysz do EEG i pociągnij ogień i daj więcej niż godzinę na zamieszkanie. Po godzinie wykonywania zapisu EEG przeprowadziliśmy akwizycję EEG o wysokiej gęstości w modelu mysim z układem mikroelektrod na bazie poli
.Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać o delikatnym obchodzeniu się z folią electro Tri, ponieważ ma ona tylko siedem mikrometrów grubości. A, kropla wody z kranu jest niezbędna do przestawienia elektrody. Jeśli pominiesz ten krok, elektrodę można łatwo obrócić i upewnić się, że akrylowe materiały dentystyczne wykonane o wysokiej lepkości nie przenikają pod folię.
Po nagraniu przeprowadzamy analizę offline za pomocą laboratorium metamfetaminy, aby narysować kilka wykresów mózgu, aby wyraźnie zobrazować aktywność mózgu u myszy. Jest to reprezentatywny wielokanałowy sygnał EEG po wstrzyknięciu GBL. Na lewym panelu widać reprezentatywne wielokanałowe sygnały e po wstrzyknięciu GBL na prawym panelu.
Przedstawiono mapy topograficzne mózgu, takie jak średnia moc w czasie, opóźnienie w czasie, średnia siła szczytu i mapa średniego prawdopodobieństwa wystąpienia napadu. Więc to wszystko. Dzięki za oglądanie.
Przegląd
Ten artykuł przedstawia procedurę chirurgiczną implantacji mikroelektrodowego układu opartego na poliimidze (PBM-array) na czaszce myszy, umożliwiającą rejestrację EEG o wysokiej gęstości w modelu myszym.
Kluczowe komponenty badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Elektrofizjologia
- Inżynieria biomedyczna
Tło
- Wysokogęstościowe EEG jest kluczowe dla badania aktywności mózgu.
- Mikroelektrodowe układy oparte na poliimidzie oferują zalety w zakresie jakości rejestracji.
- Rozumienie technik chirurgicznych jest niezbędne do udanego implantowania.
- Modele mysie są powszechnie używane w badaniach neuronaukowych.
Cel badania
- Aby zapewnić szczegółowy protokół chirurgiczny dla implantacji PBM-array.
- Aby ułatwić rejestrację EEG o wysokiej gęstości u myszy.
- Aby poprawić metody pozyskiwania danych w badaniach neuronaukowych.
Zastosowane metody
- Przygotowanie narzędzi chirurgicznych i znieczulenie zwierzęcia.
- Zastosowanie technik stereotaksycznych w chirurgii.
- Ostrożne manipulowanie ultracienkim mikroelektrodowym układem.
- Odzyskiwanie po zabiegu i pozyskiwanie danych EEG.
Główne wyniki
- Udana implantacja PBM-array na czaszce myszy.
- Uzyskanie wysokiej jakości rejestracji EEG po zabiegu.
- Analiza danych ujawniła istotne wzorce aktywności mózgu.
- Zdemonstrowano znaczenie ostrożnej techniki chirurgicznej.
Wnioski
- Opisana procedura jest skuteczna dla pozyskiwania EEG o wysokiej gęstości.
- Właściwe manipulowanie mikroelektrodowym układem jest krytyczne.
- Ta metoda może rozwijać badania nad analizą aktywności mózgu.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
High-density EEG in freely moving mice enables mechanistic de-risking of neural circuit hypotheses by linking electrophysiological signatures to behavior in genetically tractable models. This approach supports target validation in neuropsychiatric drug discovery by providing quantitative, reproducible readouts of network activity relevant to disease mechanisms. The polyimide-based microelectrode array enhances signal fidelity and chronic recording capacity, improving predictive confidence in preclinical efficacy assessments.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through correlation of EEG rhythms with specific behavioral states in disease-relevant models.
- Operational Value: Provides a standardized platform for functional target validation using large-scale neural activity as a phenotypic readout.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable, multivariate EEG outputs suitable for assay development in CNS drug screening programs.
- Operational Value: Supports assay standardization through chronic, reusable electrode implants that reduce inter-session variability.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Facilitates translational biomarker identification by aligning mouse EEG signatures with human EEG correlates in neuropsychiatric disorders.
- Operational Value: Enables longitudinal monitoring of target engagement and circuit modulation across preclinical study phases.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from hypothesis generation through lead optimization by supplying dynamic, systems-level neural data that informs target selection and compound prioritization.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by revealing how genetic or pharmacological manipulations affect large-scale brain network dynamics.
- Screening: Delivers high-dimensional, time-resolved EEG readouts that enhance compound screening resolution beyond single-neuron or bulk measures.
- Analytics: Enables quantitative comparison of conditions via spectral power, coherence, and seizure probability metrics derived from multichannel recordings.
- Translational Research: Aligns with biomarker strategies by capturing EEG phenotypes predictive of clinical outcomes in epilepsy and sleep disorder models.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable neurophysiological platform applicable across multiple CNS indication programs and target classes.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing ambiguity in target mechanism through direct observation of network-level effects.
- Operational Value: Improves reproducibility and scalability of EEG experiments via standardized surgical protocols and chronic implant design.
- Strategic Value: Enhances go/no-go decision quality by providing objective, systems-level efficacy data early in the discovery pipeline.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted advancement by identifying compounds with favorable network modulation profiles before costly preclinical investment.
Implementation Considerations
- Requires expertise in stereotaxic surgery and microelectrode handling due to the array’s ultra-thin, bifurcated structure.
- Depends on access to electrophysiology instrumentation capable of high-density signal acquisition and synchronization with behavioral monitoring.
- Necessitates standardization of postoperative care and recovery timelines to ensure consistent signal quality across animals.
- Involves adaptation considerations for different mouse strains and genetic backgrounds affecting skull thickness and surgical access.
- Limited by the technical challenge of preventing fluid permeation under the film electrode during dental cement application, as noted in the protocol.
