Gravações de alta densidade EEG dos Ratos movimentando-se livremente usando Polyimide baseado microeletrodos
11 de janeiro de 2011
Neste artigo, descrevemos o procedimento de cirurgia e tratamento de dicas para implantação de ultra-fina matriz de microeletrodos poliimida-based (PBM-array) no crânio do rato para a aquisição de alta densidade encefalografia (EEG) em um modelo de mouse.
Olá, sou Mina Lee, do Gen Choice Laboratory no Centro de Neurociência do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia. Hoje vamos demonstrar a condição do EG de alta densidade no modelo de massa com matriz de microeletrodos de base poli. O procedimento envolve a configuração dos instrumentos, a preparação dos animais para a cirurgia e a realização de cirurgias estereotóxicas.
Após a cirurgia, realizaremos o registro do EEG e, em seguida, analisaremos os dados. Vamos começar. Antes de iniciar a cirurgia, configure os instrumentos estereotóxicos e todos os materiais necessários.
O ambiente deve estar limpo. Prepare o mouse para a cirurgia. Vou demonstrar a cirurgia de hoje usando um rato híbrido básico de 17 semanas de idade, seis pretos, seis J 1 29 s, quatro SVJAE.
Também podemos usar ratos com mais de 25 gramas. Anize o camundongo com uma injeção IP de coquetel contendo 120 miligramas por quilograma, cetamina e seis miligramas por quilograma. Aperte suavemente a cauda do rato ou para, para se certificar de que o rato está anestesiado profundamente o suficiente para prosseguir com a cirurgia.
Para iniciar a cirurgia, monte o animal no estereotóxico separado. Coloque as barras de ar no conector do rato, uma a uma, e aperte-a. Coloque um pouco de metanol em sua cabeça e depois molde a parte mais distante de sua cabeça.
Injete, faça a incisão posterior anterior entre os olhos até entre as orelhas e o crânio. Aperte a pele do mouse usando micro grampos para manter a incisão bem para cima. Remova qualquer tecido ou membrana restante do crânio com as trocas de corte esterilizadas.
Coloque a caneta marcadora acima de sua cabeça. Marque os pontos lambda do BMA. Em seguida, remova a caneta marcadora e marque os pontos usando uma caneta antiga.
Bem na marca. O ponto. Traga o eletrodo de filme acima da cabeça e coloque uma gota de água T no crânio.
Coloque o BMA no meio da quinta camada do Ontário do melhor micro electro array poli. Sub o filme cuidadosamente do medial para mais tarde com as trocas de algodão macio da água. Aguarde alguns minutos até secar completamente.
Isso ajuda a melhorar a adesão. Faça três marcas de caneta com uma caneta à base de óleo no espaço residual. Essas marcas são onde você estará perfurando.
Tenha muito cuidado ao fazer os furos para não tocar no interior. Coloque os três parafusos de direção das linhas estéreis no crânio e coloque-os até que estejam bem isolados. Misture um lote espesso de líquido, líquido, cimento dental com precisão e cubra os parafusos do eletrodo de filme e o resto do crânio.
Faça outro lote e use-o para cobrir completamente o eletrodo. Descubra os parafusos novamente para prendê-lo. Lembre-se, este homem não deve estar sob o eletrodo de filme.
Coloque o sinal duplo que tem fita adesiva na parte de trás do plano do conector. Coloque uma vara rígida como uma alça no meio do crânio usando cola forte. No experimento de hoje, uso a ponta de um cotonete de corte para esta etapa do bastão, manipulo a posição do conector para ficar para trás até que ele entre em contato com a ponta do ponto de corte.
A distância entre o crânio e o conector deve ser superior a cinco milímetros. Cole o plano do conector na ponta da troca de algodão adicionando cola forte. Cubra o resto da área aberta com cimento acrílico ul.
Após a cura do cimento, retire as pinças e mexa a pele. Remova o mouse do parus e cubra o espaço extra. Com cimento dentário acrílico aplicar antibiótico de sódio à volta do cimento e da área de sutura.
Coloque o rato em sua própria gaiola e dê uma lista de cinco dias para recuperação. Conecte o mouse ao EEG e puxe o fogo e dê mais de uma hora para a habitação. Após uma hora de realização do registro do EEG, realizamos a aquisição do EEG de alta densidade em um modelo de camundongo com um arranjo de microeletrodos de base poli.
Ao fazer este procedimento, é importante lembrar de manusear o filme electro Tri com cuidado, pois ele tem apenas sete micrômetros de espessura. R, uma gota de água da torneira é necessária quando você reorganiza o eletrodo. Se você pular esta etapa, o eletrodo pode ser girado facilmente e certifique-se de que os dentais acrílicos feitos com alta viscosidade não permeiem sob o filme.
Após a gravação, realizamos análises off-line usando o laboratório de metanfetamina para desenhar vários gráficos cerebrais para visualizar claramente as atividades cerebrais em camundongos. Este é o sinal de EEG multicanal representativo após a injeção de GBL. No painel esquerdo, você pode ver os sinais multicanal e representativos após a injeção de GBL no painel direito.
Mapas de topografia cerebral, como atraso médio de tempo de potência, pico médio de força e mapa de probabilidade média de início de convulsão são apresentados. Então é isso. Obrigado por assistir.
Visão Geral
Este artigo demonstra o procedimento cirúrgico para implantar uma matriz de microeletrodos baseada em poliimida (PBM-array) no crânio do rato, permitindo a aquisição de EEG de alta densidade em um modelo de rato.
Componentes-Chave do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Eletrofisiologia
- Engenharia Biomédica
Fundo
- O EEG de alta densidade é crucial para estudar a atividade cerebral.
- As matrizes de microeletrodos à base de poliimida oferecem vantagens na qualidade da gravação.
- Compreender as técnicas cirúrgicas é essencial para uma implantação bem-sucedida.
- Modelos de ratos são comumente utilizados na pesquisa em neurociência.
Propósito do Estudo
- Fornecer um protocolo cirúrgico detalhado para a implantação de PBM-array.
- Facilitar gravações de EEG de alta densidade em ratos.
- Aprimorar métodos de aquisição de dados em pesquisas de neurociência.
Métodos Utilizados
- Preparação de instrumentos cirúrgicos e anestesia animal.
- Implementação de técnicas de cirurgia estereotáxica.
- Manuseio cuidadoso da matriz de microeletrodos ultrafina.
- Recuperação pós-cirúrgica e aquisição de dados de EEG.
Principais Resultados
- Implantação bem-sucedida de PBM-array no crânio do rato.
- Gravações de EEG de alta qualidade obtidas após a cirurgia.
- A análise de dados revelou padrões significativos de atividade cerebral.
- Demonstrou a importância de técnicas cirúrgicas cuidadosas.
Conclusões
- O procedimento descrito é eficaz para a aquisição de EEG de alta densidade.
- O manuseio adequado da matriz de microeletrodos é crítico.
- Este método pode avançar a pesquisa na análise da atividade cerebral.
Perguntas Frequentes
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.
