Name: Não restrição EEG Radiotelemetria: Epidural e Deep intracerebral estereotáxica EEG Colocação de eletrodos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-25T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 58 s
Description: Aprenda a registrar eletroencefalogramas de longo prazo em roedores livremente móveis usando radiotelemetria EEG não restritiva com eletrodos estereotáxicos epidurais e intracerebrais profundos.

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Os autores gostariam de agradecer à Dra. Christina Ginkel (Centro Alemão de Doenças Neurodegenerativas, DZNE), Dra. Michaela Möhring (DZNE) e Dr. Robert Stark (DZNE) pela assistência na criação de animais e cuidados com a saúde animal. Este trabalho foi apoiado financeiramente pelo Instituto Federal de Medicamentos e Dispositivos Médicos (Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte, BfArM) Bonn, Alemanha.

Os autores não têm nada a divulgar.

Implantável radiotelemetria EEG é de relevância central, pois é uma técnica não-restrição permitindo que animais experimentais para realizar seu repertório completo do comportamento 1,3. Isto é de grande interesse como a abordagem de telemetria permite não só EEG espontâneo, mas também gravações sob tarefas cognitivas e configurações analíticas circadianos, tais como T-labirinto, labirinto radial, labirinto de água, as tarefas de privação de sono ou sempre que uma gravação de EEG é necessário ou útil durante ...

Radiotelemetria é uma abordagem metodológica mais valioso para medir uma variedade de parâmetros fisiológicos e comportamentais em animais conscientes não restringidos, de vários tamanhos, em particular no contexto do EEG, ECG, EMG, pressão arterial, temperatura corporal ou medições de actividade 1-7. Teoricamente, qualquer espécie pode ser analisada utilizando implantável radiotelemetria EEG de roedores de laboratório tais como ratinhos e ratos a gatos, cães, porcos e primatas 3,8. Mesmo os peixes, répteis e anfíbios estão sujeitas à fiscalização radiotelemetric 9. Ao longo das últimas duas décadas, implantável radiotelemetria EEG provou ser valioso na caracterização de vários modelos animais transgénicos de doenças humanas, tais como a epilepsia, distúrbios do sono, doenças neurodegenerativas e distúrbios neuropsiquiátricos 7,10-12. No passado, várias abordagens metodológicas de coleta de dados fisiológicos, incluindo biopotenciais de camundongos e ratos foram descRiBED. Usado em sistemas de revestimento gravador, métodos de contenção física, radiotransmissores não implantado e sistemas amarrados têm recebido a atenção principal no passado 13,14. Hoje em dia, vários sistemas para implantação radiotelemetric estão comercialmente disponíveis. No entanto, uma tela literatura também revelou 29 publicações que descrevem o desenvolvimento de sistemas de auto-radiotelemetric feitas 15-40. Considerando que os sistemas caseiros tendem a ser menos caro e mais user adaptado, comercialmente sistemas disponíveis são para a frente, relativamente fácil de instalar e pode ser configurado rapidamente. Implantável radiotelemetria EEG tem uma série de vantagens em relação às técnicas concorrentes, como métodos de contenção física, usado em sistemas de revestimento ou abordagens amarrados. Estas últimas são, por definição, imobilizar, isto é., O animal é incapaz de se mover ou seu comportamento normal é prejudicada. Pode até ser necessário para anestesiar o animal para a aquisição de redados susceptíveis. sistemas amarrados modernos no entanto tendem a ser menos restritiva, mas isso tem de ser cientificamente validado. Radiotelemetria por outro lado permite que os animais exibem a sua repertório completo de comportamento sem restrições espaço-temporais e, por conseguinte, pensa-se ser superior a imobilizar abordagens e ser mais preditiva dos resultados que podem ser adquiridos em humanos 1,3. É conhecido por um bom tempo que as abordagens de restrição pode alterar drasticamente os parâmetros fisiológicos fundamentais, por exemplo., Ingestão de alimentos, temperatura corporal, pressão arterial e da frequência cardíaca e da actividade física, por exemplo, 3. Sistemas amarrados representam abordagem ainda se amplamente utilizado clássica de restrição 13,14. Os eléctrodos que são eléctrodos, quer epidural ou profundas são geralmente ligado a uma tomada em miniatura, que está ancorado ao crânio. A tomada em si está exposto para a fixação de um cabo que permite a livre circulação relativamente do animal. Although hoje sistemas cativos tornaram-se extremamente filigrana e altamente flexível, uma de suas principais desvantagens é, que ainda é semi-restrição. Além disso, pode haver um risco de infecção no local da implantação eléctrodo como os animais tendem a manipular os dispositivos externos originários do seu corpo (cabeça). Embora a tecnologia wireless radiotelemetria em várias espécies já foi descrito no final dos anos 60 e tem, portanto, existe há décadas, só recentemente se tornou acessível, confiável e relativamente fácil de usar 10,41,42, particularmente em pequenos roedores de laboratório tais como ratinhos e ratos. Pequenas, diminuto transmissores EEG implantáveis ​​estão agora comercialmente disponível e pode ser implantado em ratinhos maiores do que 20 g (~ 10 semanas). Assim, a caracterização eletrofisiológica de modelos de camundongos transgênicos em particular tornou-se um campo predominante de aplicação da implantável radiotelemetria EEG estes dias. tamanho do animal não é mais uma restric experimental absolutação ao passo que o tempo de vida da bateria dos transmissores de fato é. Apesar do seu tempo de vida limitado, sistemas transmissores implantáveis ​​são capazes de minimizar a maioria das desvantagens relacionadas com potencial estresse associado de gravação por sistemas de contenção. Os roedores podem apresentar o seu arsenal completo do comportamento fisiológico incluindo descanso, atividade locomotora (exploração) e sono (REM, sono de ondas lentas) 43,44. Importante, radiotelemetria implantável pode reduzir fortemente o uso de animais 3. Atualmente, não há uma intensa discussão sobre a forma de limitar o número de animais experimentais na ciência e diminuir o seu sofrimento. Claramente, a experimentação animal e de modelos animais de doenças humanas e animais são essenciais para a nossa compreensão da fisiopatologia da linha de fundo eo progresso posterior na terapia. Além disso, experiências com animais são críticos em pesquisa e desenvolvimento de medicamentos. Eles contribuir substancialmente para estudos pré-clínicos / toxicológicos em licenciamento de drogascometendo assim tanto cuidado humano e animal. É digno de nota, que actualmente alternativas estão ainda disponíveis para pesquisa animal para compreender os mecanismos fisiopatológicos complexos que seriam de outra forma impossível de ser atingida. Ao mesmo tempo, o 3R, ie., Substituição, redução e estratégia de refinamento na UE e nos EUA incentiva fortemente a investigação de métodos complementares e alternativos. Radiotelemetria é um exemplo importante de uma estratégia 3R bem sucedida, uma vez que pode reduzir o número de animais experimentais e seu sofrimento em comparação com outras técnicas. Aqui nós fornecemos uma abordagem detalhada e contígua passo-a-passo para executar um implante bolsa subcutânea de um transmissor de radiofrequência em ambos os ratinhos e ratos. Esta primeira sequência é seguida por uma descrição do epidural estereotáxico e posicionamento dos eletrodos EEG intracerebral profunda. É dada especial atenção às condições de alojamento, anestesia, peri e dor pós-operatóriagestão e possível tratamento anti-infeccioso. O foco é na abordagem estereotáxica 3D computadorizado para atingir de forma confiável estruturas intracerebrais peridural e profundas. Também comentar sobre armadilhas experimentais frequentes no implante de eletrodos de EEG e estratégias para a redução do trauma e optimização da gestão de dor durante a recuperação pós-operatória. Finalmente, exemplos de EEG profundas superfície e são apresentados.

<table><tbody><tr><td>Carprofeno (Rimadyl VET - InjektionA2:D43sl&ouml; sung)</td><td>Pfizer</td><td>PZN 0110208</td><td></td></tr><tr><td>Microscópio de ampliação cirúrgica binocular de 20 ml&nbsp;</td><td>Zeiss Stemi 2000</td><td>0000001003877, 4355400000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000</td><td></td></tr><tr><td>Bulldog serrefine</td><td>F.S.T.18051-28</td> Gaiolas <td>de</td><td>28 mm</td></tr><tr><td>(Macrolon)</td><td>Techniplast</td><td>1264C, 1290D</td><td></td></tr><tr><td>Fonte de luz fria</td><td>Schott KL2500 LCD</td><td>9.705&nbsp; 202</td><td>encomendados na Th.Geyer</td></tr><tr><td>Aplicadores de ponta de algodão (estéreis)</td><td>Carl Roth&nbsp;</td><td>EH12.1</td><td></td></tr><tr><td>Dexpantenol (Bepanthen Wund- und Heilsalbe)</td><td>Bayer</td><td>PZN: 1578818</td><td></td></tr><tr><td>Cortinas (estéreis)</td><td>Hartmann</td><td>PZN 0366787</td><td></td></tr><tr><td>70% de etanol</td><td>Carl Roth&nbsp;</td><td>9065.5</td><td></td></tr><tr><td>Solução de peróxido de hidrogênio a 0,3%/3% Sigma</td><td></td><td>95321</td><td>Solução estoque a 30%&nbsp;</td></tr><tr><td>Luvas (estéreis)</td><td>Unigloves</td><td>1570</td><td></td></tr><tr><td>Cimento de ionômero de vidros dentários</td><td>KentDental /NORDENTA</td><td>957 321</td><td></td></tr><tr><td>Solução de glutaraldeído a 2%</td><td>Sigma</td><td>G6257</td><td></td></tr><tr><td>Graefe Fórceps curvo, serrilhado</td><td>FST</td><td>11052-10</td><td></td></tr><tr><td>Halsey Micro Needle Holder-Tungsten Carbide</td><td>F.S.T.12500-12</td><td></td> <td>12.5 cm</td></tr><tr><td>Esterilizador de instrumentos cirúrgicos à base de calor</td><td>F.S.T.</td><td>18000-50</td><td></td></tr><tr><td>Almofada de aquecimento</td><td>AEG HK5510</td><td>520010</td><td>encomendada na myToolStore</td></tr><tr><td>Broca dental de alta velocidade</td><td>Adeor</td><td>SI-1708</td><td></td></tr><tr><td>Tesoura de íris extra fina&nbsp;</td><td>F.S.T.14058-09</td><td></td> <td>9 cm</td></tr><tr><td>Sistema de estupefacientes por inalação (isoflurano)</td><td>Harvard Apparatus GmbH</td><td>34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Baxter 250 ml</td><td>PZN 6497131</td><td></td></tr><tr><td>Cetamina</td><td>Pfizer</td><td>PZN 07506004</td><td></td></tr><tr><td>Lactato Ringer» s solução (estéril)</td><td>Braun</td><td>L7502</td><td></td></tr><tr><td>Lexar-Baby Tesoura-reta, 10 cm</td><td>F.S.T.14078-10</td><td></td> <td>10 cm</td></tr><tr><td>Solução de coloração Nissl</td><td>Armin Baack</td><td>BAA31712159</td><td></td></tr><tr><td>Material de sutura não absorvível 5-0/6-0 (estéril)</td><td>SABANA (Sabafil)</td><td>N-63123-45</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Covidien (Sofsilk)</td><td>S1172, S1173</td><td></td></tr><tr><td>Halsey Porta-agulhas</td><td>F.S.T.12001-13</td><td></td> <td>13 cm</td></tr><tr><td>Almofadas (estéreis)</td><td>ReWa Krankenhausbedarf</td><td>2003/01</td><td></td></tr><tr><td>0,9% de solução salina (NaCl, estéril)</td><td>Braun</td><td>PZN:8609255</td><td></td></tr><tr><td>Lâminas de bisturi com cabo (estéril)</td><td>propraxis</td><td>2029/10</td><td></td></tr><tr><td>Fórceps de padrão padrão</td><td>F.S.T.11000-12</td><td>, 11000-14</td><td>12 cm e 14,5 cm de comprimento</td></tr><tr><td>Eletrodos de aço e tungstênio revestidos com parileno&nbsp;</td><td>FHC Inc., EUA)</td><td>UEWLGESEANND</td><td></td></tr><tr><td>Quadro estereotáxico</td><td>Neurostar</td><td>51730M</td><td>encomendado em Stoelting</td></tr> <tr><td>(Stereo Drive-New Motorized Stereotaxic)</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Fitas (estéreis)</td> <td>BSN medical GmbH & Co. KG</td><td>626225</td><td></td></tr><tr><td>TA10ETA-F20&nbsp;</td><td>DSI</td><td>270-0042-001X</td><td>Transmissor de radiofrequência 3.9 g,&nbsp; 3,9 g, 1,9 ml, faixa de tensão de entrada &plusmn; 2,5 mV, largura de banda do canal (B) 1 - 200 Hz,&nbsp; taxa de amostragem nominal (f) 1.000 Hz (f = 5B) faixa de operação de temperatura 34 - 41 &deg; C vida útil da bateria garantida 4 meses</td></tr><tr><td>TL11M2-F20EET&nbsp;</td><td>DSI</td><td>270-0124-001X Transmissor de</td><td>radiofrequência&nbsp; 3,9 g, 1,9 ml, faixa de tensão de entrada &plusmn; 1,25 mV, largura de banda do canal (B) 1 - 50 Hz,&nbsp; taxa de amostragem nominal (f) 250 Hz (f = 5B) faixa de operação de temperatura 34 - 41 &deg; C vida útil da bateria garantida 1,5 meses</td></tr><tr><td>Pinça de tecido- 1x2 Dentes 12 cm</td> <td>FST11021-12 12</td><td>cm de comprimento</td><td></td></tr> <tr><td>Tesoura de íris de carboneto de tungstênio</td><td>FST14558-11</td><td></td> <td>11,5 cm</td></tr><tr><td>Vibroslicer 5000 MZ</td><td>Microscopia Eletrônica</td><td>Ciências 5000-005</td><td></td></tr><tr><td>Xilazina (Rompun)</td><td>Bayer</td><td>PZN: 1320422</td><td></td></tr></tbody></table>

não restrição eeg radiotelemetria: epidural e deep intracerebral estereotáxica eeg colocação de eletrodos

Non-restraining EEG Radiotelemetry: Epidural and Deep Intracerebral Stereotaxic EEG Electrode Placement

Implantável radiotelemetria EEG é de importância central na caracterização neurológica de modelos de ratinho transgénicos de doenças neuropsiquiátricas e neurodegenerativas, bem como epilepsias. Esta poderosa técnica não só fornecem informações valiosas sobre os mecanismos fisiopatológicos subjacentes, ie., A etiopatogenia de doenças relacionadas com o SNC, ele também facilita o desenvolvimento de nova translação, ou seja., Abordagens terapêuticas. Considerando que as técnicas concorrentes que fazem uso de sistemas de registo utilizados nos revestimentos ou sistemas amarrados sofrer com a sua restrição não fisiológicas ao caráter semi-restrição, gravações de EEG radiotelemetric superar estas desvantagens. Tecnicamente, implantável radiotelemetria EEG permite a medição precisa e altamente sensível, EEGs intracerebrais peridural e profundas sob várias condições fisiológicas e fisiopatológicas. Primeiro, apresentamos um protocolo detalhado de uma para a frente, bem sucedido,técnica rápida e eficiente para gravações peridural (superfície) EEG, resultando em electrocorticograms de alta qualidade. Em segundo lugar, demonstramos como implantar, eletrodos de EEG intracerebrais profundas, por exemplo, no hipocampo (electrohippocampogram). Para ambas as abordagens, um sistema de implante de eletrodos estereotáxica 3D computadorizada é utilizada. O próprio transmissor de radiofrequência é implantado numa bolsa subcutânea em ambos os ratinhos e ratos. Especial atenção tem de ser pago para pré, peri e pós-operatório de tratamento dos animais experimentais. preparo pré-operatório de camundongos e ratos, anestesia adequados, bem como de gestão de tratamento e dor pós-operatória são descritos em detalhes.

Esta seção ilustra exemplos obtidos a partir de, gravações de EEG intracerebrais profundas superfície e. Inicialmente deve-se afirmar que as gravações da linha de base em condições fisiológicas são obrigatórios antes gravações posteriores seguintes por exemplo, o tratamento farmacológico. Tais gravações de linha de base podem fornecer informações valiosas sobre a interdependência funcional da ritmicidade cérebro com diferentes estados comportamentais ou dormir / ritmicidade circ...

Não restrição EEG radiotelemetria é uma abordagem metodológica valiosa para gravar in vivo eletroencefalogramas de longo prazo de roedores que se movem livremente. Este protocolo detalhado descreve epidural estereotáxico e colocação de eletrodos intracerebral profunda em diferentes regiões do cérebro a fim de obter registos fiáveis ​​de CNS ritmicidade e estágios comportamentais relacionadas com o SNC.

Não restrição EEG Radiotelemetria: Epidural e Deep intracerebral estereotáxica EEG Colocação de eletrodos

Implantable EEG radiotelemetry is of central relevance in the neurological characterization of transgenic mouse models of neuropsychiatric and ...

O objetivo geral deste procedimento experimental é registrar eletroencefalogramas de longa duração com posicionamento estereotáxico epidural e intracerebral de eletrodos em diferentes regiões cerebrais de roedores livres para se moverem, utilizando radiotelemetria de EEG sem restrição. Este método pode ter respondido a questões fundamentais no campo da neurociência sistêmica integrativa e translacional, como disritmias e doenças neurológicas e neuropsiquiátricas, bem como epilepsia. A principal vantagem desta técnica é que ela permite registros de EEG epidural e intracerebral profundo em roedores livres para se moverem, que servem como modelos animais de doenças humanas.Julien Soos, um estudante de pós-graduação do nosso laboratório, demonstrará a técnica. Para preparar o eletrodo epidural, puxe com a pinça a ponta do fio do transmissor para fora do isolamento de silicone, de modo que ela fique dobrada em um ângulo de 90 graus. Encurte a ponta do fio.Para preparar o eletrodo profundo, exponha a hélice de aço inoxidável do fio do transmissor puxando-a para fora do isolamento de silicone. Insira mecanicamente o eletrodo profundo no fio do transmissor. Reconecte o fio do transmissor ao eletrodo cerebral profundo para garantir uma conexão estável.Em seguida, dobre o eletrodo em um ângulo de 90 graus e encurte-o para o comprimento necessário. Para iniciar este procedimento, depile a cabeça de um camundongo totalmente anestesiado. Em seguida, desinfete a área depilada utilizando etanol 70% e uma solução de iodo.Coloque o animal em posição prona sobre uma manta aquecida para manter sua temperatura corporal durante a anestesia. Usando um bisturi, faça uma incisão mediana no couro cabeludo, da testa até a nuca. Em seguida, abra uma bolsa subcutânea a partir do local da incisão nuca, ao longo da região lateral do flanco do animal, por dissecação romba com tesoura cirúrgica.Posteriormente, injete um mililitro de cloreto de sódio 0,9% no bolsão subcutâneo. Em seguida, posicione um transmissor com os eletrodos sensores orientados cranialmente no bolso subcutâneo na região lateral próxima à área abdominal ventral. Neste procedimento, posicione o animal anestesiado no estereotáxico.Posicione cuidadosamente a cabeça com barras auriculares e um prendedor nasal, de modo que os pontos anatômicos cranianos brahma e lambda do crânio fiquem no mesmo nível. Em seguida, limpe o periósteo com cotonetes, sem danificar os músculos temporais e occipitais. Depois disso, aplique peróxido de hidrogênio sobre o crânio para evidenciar a sutura craniana, brahma e lambda.Prepare o sistema estereotáxico 3D para as coordenadas do alvo. Faça os furos-alvo na velocidade máxima sem aplicar pressão. Posicione o eletrodo de registro sobre a superfície do córtex motor para o registro de EEG.Em seguida, fixe os eletrodos com cimento dental para proporcionar uma forte adesão ao neurocrânio subjacente e deixe o cimento secar por cinco minutos. Posicione o eletrodo de referência epidural sobre o córtex cerebelar, pois esta é uma região eletrencefalográficamente silenciosa, e fixe-o também com cimento. Após perfurar os orifícios nas coordenadas de interesse, utilize o sistema estereotáxico para prender o eletrodo profundo ao braço vertical do dispositivo estereotáxico.Posicione o eletrodo profundo na região do CA1. Posteriormente, fixe o eletrodo com cimento dental para proporcionar uma forte adesão ao neurocrânio subjacente. Coloque o eletrodo referencial epidural sobre o córtex cerebelar e fixe-o também com cimento dental.Deixe o cimento secar por cinco minutos antes de fechar a incisão com pontos. Este esquema mostra que um eletrodo diferencial epidural é colocado sobre o córtex motor. Um eletrodo diferencial intrahipocampal adicional é colocado na região CA1 do hipocampo.Os dois eletrodos pseudo-referência estão localizados no cerebelo. Esta seção coronal ilustra a localização do eletrodo intracraniano profundo para a gravação do eletrohipocampograma. E aqui é mostrado o close-up do eletrodo profundo de EEG, o fio sensor do transmissor de radiofrequência e sua disposição sobre o crânio refletido.Esses registros intrahipocampais da região CA1 são obtidos de camundongos após tratamento agudo com ácido caínico no primeiro, terceiro e quinto dia após a injeção. Esta figura ilustra exemplos de EEGs epidurais e profundos simultâneos no modelo de epilepsia do lobo temporal medial com pilocarpina em ratos. Uma vez dominada, esta técnica pode ser realizada em 30 a 45 minutos, dependendo do número de eletrodos a serem implantados e das regiões-alvo, se for executada corretamente.Ao realizar este procedimento, é necessário prestar atenção especial aos sinais vitais dos animais anestesiados. Uma vez que modelos transgênicos e farmacológicos de ratos e camundongos para doenças humanas podem apresentar diferenças na suscetibilidade à anestesia. Após este procedimento, outras análises comportamentais, cognitivas e eletrofisiológicas, como o labirinto em T, labirinto comum ou registros de potenciais evocados, podem ser realizadas para responder a questões adicionais, como, por exemplo, como a ritmicidade depende de diferentes estágios funcionais ou se altera com a exposição repetitiva a estímulos.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como realizar o posicionamento preciso de eletrodos EEG superficiais e profundos em camundongos e ratos utilizando um dispositivo estereotáxico tridimensional e radiotelemetria EEG implantável.

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JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Este vídeo demonstra o procedimento para gravações simultâneas de eletroencefalografia co-localizada (EEG) e potenciais de campo local (LFPs) em um rato anestesiado. O processo envolve preparar o rato e anexar eletrodos estimulantes às almofadas do bigode. Um eletrodo de aranha EEG é colocado no crânio do rato para medições de EEG de superfície. Ao mesmo tempo, um microeletrodo multicanal é inserido em uma região específica do cérebro através de um orifício no crânio para registrar a atividade...

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