Wykorzystanie bezprzewodowego systemu wideo-EEG do monitorowania wyładowań padaczkowych po bocznym urazowym uszkodzeniu mózgu wywołanym płynem

Protokół ten daje możliwość harmonizacji badań, które wykorzystują model urazowego uszkodzenia mózgu u szczura z bocznym płynem w połączeniu z zapisem EEG za pomocą telemetrii bezprzewodowej. Może być wykorzystywany do badania czynników wpływających na padaczkę pourazową oraz do badania potencjału neuroterapeutycznego interwencji farmakologicznych, które mogą zapobiegać rozwojowi padaczki pourazowej. Takie podejście pozwala na długoterminową rejestrację EEG swobodnie poruszających się szczurów i pozwala na umiarkowaną manipulację zwierzętami bez przerywania zapisu EEG.

Procedurę zademonstruje Matthew McGuire, doktorant medycyny z mojego laboratorium. Szczegółowe informacje na temat procedur chirurgicznych można znaleźć w rękopisie dołączonym do niniejszego protokołu. Wykonaj nacięcie linii środkowej od 1 1/2 do 2 1/2 centymetra przez skórę i mięśnie skóry głowy za pomocą ostrza skalpela numer 10.

Cofnij skórę i mięśnie, aby odsłonić czaszkę i zapewnić czyste pole operacyjne. Elektrokoagulacja jest przydatna do uzyskania szybkiej hemostazy. Następnie ogol boczny grzbiet lewej kości ciemieniowej za pomocą kirety chirurgicznej, aby uzyskać gładką, płaską powierzchnię, tak aby podstawa żeńskiej piasty Luer lock mogła spoczywać równo z czaszką.

Przepłukać powierzchnię czaszki i otaczające tkanki roztworem gentamycyny w ilości 2,0 miligramów na mililitr w sterylnym roztworze soli fizjologicznej i osuszyć nadmiar roztworu sterylnymi wacikami. Następnie nałóż 3% nadtlenek wodoru na czaszkę, aby wysuszyć kość. W tym momencie należy utworzyć miejsce kraniektomii o średnicy pięciu milimetrów przez lewą kość ciemieniową.

Następnie usuń płat kostny za pomocą kiretki chirurgicznej i kleszczyków do tkanek gładkich. Następnie za pomocą mikroskopu stereoskopowego delikatnie usuń cienką krawędź kości pozostałą za pomocą kleszczyków do tkanek gładkich, uważając, aby nie rozerwać opony twardej. Następnie przetrzyj czaszkę 70% etanolem, aby usunąć pył kostny i wysuszyć czaszkę.

Nałóż cienką warstwę kleju cyjanoakrylowego wokół dolnej krawędzi piasty Luer lock i przymocuj ją do czaszki nad kraniektomią, nie blokując otworu i nie dopuszczając do kontaktu kleju z oponą twardą. Następnie uszczelnij zamek Luer cienką warstwą kleju wokół zewnętrznej podstawy piasty. Następnie przygotuj zawiesinę cementu dentystycznego i nałóż ją na powierzchnię czaszki wokół i nad podstawą piasty Luer lock, aby zabezpieczyć ją na miejscu.

Następnie napełnij piastę Luer lock sterylnym roztworem bez konserwantów zawierającym wiele elektrolitów, używając strzykawki i igły. Wypukły bolus soli fizjologicznej powinien być widoczny powyżej górnej części obręczy. Gdy cement dentystyczny zostanie całkowicie utwardzony, przerwij znieczulenie gazowe i usuń szczura z ramy stereotaktycznej.

Umieść szczura na platformie obok urządzenia do urazu płynu w pozycji leżącej mostka. Następnie przymocuj rurkę ciśnieniową o długości 12 centymetrów do końca zakrzywionej końcówki urządzenia, tak aby przeciwległy koniec kończył się dwucentymetrowym, męskim złączem skrętnym Luer lock. Przymocuj szczura do urządzenia, podłączając żeński koniec piasty na czaszce szczura do męskiego złącza.

Kilkakrotnie sprawdzaj zwierzę pod kątem powrotu odruchu odstawienia. Gdy tylko szczur odzyska odruch odstawienia, ale nadal jest pod wpływem środków uspokajających, zwolnij wahadło urządzenia, aby wywołać pojedynczy 20-milisekundowy impuls ciśnienia i wywołać obrażenia. Następnie natychmiast odłącz szczura od urządzenia FPI, umieść go w pozycji leżącej mostka i podawaj dodatkowy tlen przez stożek nosowy, aż powróci spontaniczne oddychanie.

Należy pamiętać, że bezdech jest przewidywaną konsekwencją urazu. W razie potrzeby wykonuj okresowe oddechy manualne przez maskę z zaworem workowym, aż szczur zacznie spontanicznie oddychać samodzielnie. Monitoruj w sposób ciągły i rejestruj czas powrotu odruchu prostowania.

Cztery godziny po urazie ponownie znieczul szczura i umieść go z powrotem w ramie stereotaktycznej, aby usunąć piastę Luer lock i cement dentystyczny. Nałóż niewielką kroplę 0,5% chlorowodorku bupiwakainy na czaszkę w każdym z miejsc, w których ma zostać wywierconych pięć otworów pilotażowych. Następnie wywierć otwory prowadzące w czaszce za pomocą ręcznego wiertła o średnicy 0,1 milimetra.

Następnie dokręć elektrody ze stali nierdzewnej. Najpierw umieść referencyjną doogonową do lambdy, nad móżdżkiem. Następnie umieść elektrody rejestrujące w czterech miejscach, jak pokazano tutaj.

Pamiętaj, aby przetrzeć czaszkę 70% etanolem, aby usunąć kurz kostny. Następnie przykryj miejsce kraniektomii cienką warstwą sterylnego wosku kostnego, aby pokryć odsłoniętą oponę twardą. Teraz podłącz matrycę elektrod do pięciu elektrod EEG, owijając odsłonięty koniec drutu elektrody oznaczonego kolorem ciasno wokół wyznaczonej elektrody ze stali nierdzewnej.

Zbierz druty elektrody do cewki pod cokołem i zabezpiecz druty i cokół na miejscu za pomocą cementu kostnego. Przytrzymaj cokół na miejscu, aż cement kostny utwardzi się. Na koniec przymocuj nadajnik bezprzewodowy z nowymi bateriami do cokołu przed wyjęciem zwierzęcia z ramy stereotaktycznej.

Począwszy od dnia urazu, należy używać oprogramowania producenta EEG do ciągłego rejestrowania EEG wideo, łącząc każdy nadajnik bezprzewodowy za pomocą unikalnej częstotliwości z określonym odbiornikiem. Nagrywaj wideo każdego szczura za pomocą własnej kamery skonfigurowanej do nagrywania z prędkością 30 klatek na sekundę. Ręcznie przesiewaj zapisy EEG, aby zidentyfikować zdarzenia indeksowe, które definiują aktywność napadową.

Rysunek ten pokazuje jednostronne, okresowe spowolnienie delta zebrane w dniu umiarkowanego TBI. Tutaj widzimy 90-sekundowy ślad EEG od pozorowanego, nieuszkodzonego szczura kontrolnego z analizą FFT 2 048-milisekundowego wybranego EPOC. Następnie, tutaj widzimy ślad EEG umiarkowanie rannego zwierzęcia, który pokazuje przerywany, jednostronny wzorzec spowolnienia delta i analizę FFT 2,048-milisekundowego wybranego EPOC.

Rysunek ten przedstawia obustronne, ciągłe spowolnienie delta zebrane w dniu ciężkiego TBI, przy użyciu tych samych technik analizy. Tutaj widzimy 90-sekundowy ślad EEG, który pokazuje ciągły, obustronny wzorzec spowolnienia delta u poważnie rannego zwierzęcia. Tutaj widzimy niedrgawkową aktywność napadów elektrograficznych zebraną trzy dni po ciężkim TBI.

Pokazano dane od szczura kontrolnego trzy dni po operacji, a także 90-sekundowy ślad EEG trzy dni po ciężkim urazie oraz analizę FFT wybranego EPOC o długości 2 048 milisekund. I wreszcie, ten rysunek pokazuje konwulsyjną aktywność napadów elektrograficznych pobraną dziewięć dni po TBI, z analizą FFT od tego zwierzęcia. Tutaj widzimy również reprezentatywne obrazy sporadycznych sporadycznych zaników sygnału i utraty sygnału z powodu awarii baterii.

Ważne jest, aby upewnić się, że opona twarda nie została naruszona i pozostała nienaruszona po kraniektomii oraz aby piasta Luer lock była bezpiecznie uszczelniona do czaszki. Ważne jest również, aby upewnić się, że druty elektrod dobrze stykają się ze nagrywającymi, które są umieszczone w czaszce. Na koniec upewnij się, że czaszka jest wolna od kurzu i sucha, aby cement kostny przylegał do głowy przez długi czas.