Detecção automática de altamente organizada Oscilações Theta no Murino EEG

O objetivo geral deste procedimento é analisar oscilações altamente organizadas induzidas farmacologicamente em camundongos usando radiotelemetria implantável de EEG. Esta mensagem pode ajudar a responder a questões-chave no campo da neurociência sistêmica, como induzir, detectar e quantificar oscilações altamente organizadas no EEG do camundongo usando gravações radiotelemétricas de EEG do hipocampo de longo prazo. A principal vantagem dessa técnica é que ela ajuda a analisar oscilações altamente organizadas em registros de EEG do hipocampo murino em larga escala.

As implicações dessa técnica se estendem à nossa terapia de doenças neuropsiquiátricas e neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, porque alterações de frequência, como disritmia, são frequentemente associadas a ela. Embora esse método possa fornecer informações sobre a disritmia do hipocampo murino, ele também pode ser aplicado a gravações de EEG de outras espécies, incluindo a adaptação humana após a adaptação. Geralmente, se o ritual for novo, esse método terá dificuldades, porque a análise de detecção da oscilação requer implantação adequada de eletrodos de EEG e indução.

Antes da inserção dos eletrodos, raspe o revestimento de parileno da ponta. Em seguida, prenda mecanicamente a parte extracraniana de um eletrodo à hélice de aço inoxidável do transmissor. E encurte-os para o comprimento necessário.

Para implantar o transmissor de radiofrequência, coloque um camundongo anestesiado na mesa cirúrgica e continue a administrar isoflurano ao animal por meio de uma máscara facial. Garanta a profundidade da anestesia verificando o reflexo de aperto da cauda, o reflexo de aperto do pé e a frequência respiratória. Em seguida, remova os pelos do couro cabeludo e desinfete o couro cabeludo raspado com etanol 70% e um esfoliante à base de iodo.

Em seguida, faça uma incisão na linha média do couro cabeludo da testa até a região nuquial usando um bisturi. Em seguida, prepare uma bolsa subcutânea em um lado do dorso do animal, realizando uma dissecção de sangue com tesoura cirúrgica. Em seguida, insira o transmissor na bolsa subcutânea e deposite o comprimento excedente dos cabos flexíveis do transmissor na bolsa.

Em seguida, fixe o crânio usando uma braçadeira nasal. Em seguida, colocar o animal experimental na estrutura estereotáxica. E defina as barras de ouvido.

Aplique peróxido de hidrogênio a 0,3% no crânio para remover qualquer tecido e ajudar a visualizar as suturas cranianas e os pontos de referência craniométricos, como bregma e lambda. Em seguida, faça os furos nas coordenadas de escolha usando uma broca neurocirúrgica de alta velocidade em modo livre de pressão na velocidade máxima. Selecione os eletrodos apropriados e esterilize os eletrodos usando etanol a 70% antes do implante.

O tipo de eletrodo deve ser cuidadosamente escolhido de acordo com os requisitos experimentais. Normalmente, os eletrodos de tungstênio ou aço inoxidável revestidos com parileno são os mais comuns. Em seguida, fixe os eletrodos usando o cimento de ionômero de vidro e espere até que o cimento esteja totalmente curado.

Em seguida, feche o couro cabeludo usando suturas repetidas com material de sutura não absorvível. Para o controle da dor pós-operatória, administre carprofeno por via subcutânea uma vez ao dia durante quatro dias após o implante. Permitir que o animal recupere durante 10 a 14 dias antes das gravações ou das experiências de injeção.

Neste procedimento, ative o transmissor de radiofrequência usando o interruptor magnético. Realize gravações de EEG hipocampal de longo prazo por pelo menos 24 a 48 horas. A análise da amplitude do EEG e das características de frequência do EEG de registros de longo prazo fornece informações detalhadas sobre a dependência circadiana das oscilações e sua associação com comportamento específico e condições ou tarefas cognitivas.

Para a indução farmacológica de oscilações, pré-trate o animal com metescopolamina para evitar reações muscarínicas periféricas. Posteriormente, administre uma dose única de uretano ou um agonista do receptor muscarínico ao camundongo para iniciação. Após cerca de 60 minutos, injete atropina para diferenciar as oscilações do tipo dois sensíveis à atropina das oscilações do tipo um insensíveis à atropina.

E continue gravando. Para validar a colocação do eletrodo de EEG, corte os eletrodos de aço inoxidável e remova o transmissor de radiofrequência. Em seguida, sacrifique o camundongo e remova o cérebro do neurocrânio.

Para validar a colocação do eletrodo, monte o cérebro extraído no suporte de tecido de um Vibroslicer usando um adesivo. E corte o cérebro em fatias coronais de 100 micrômetros. Monte as fatias em lâminas de vidro e tinga-as com azul de nissl usando o procedimento histológico padrão.

Incorpore o animal para análise somente quando ele atender aos critérios corretos de colocação do eletrodo de EEG. Para a região CA1, a ponta do eletrodo profundo deve estar localizada dentro da camada piramidal CA1. Carregue os dados do EEG.

Aqui está um segmento exemplar de EEG de 30 minutos. Use a complexa função wavelet de Morlet, exibida aqui, para análise de frequência de tempo. Para análise de frequência de tempo, a faixa de frequência é definida entre 0,2 a 12 Hz e um tamanho de passo é definido como 0,1 Hz.

Aqui, uma época de EEG extraída de 2,5 segundos é analisada para o segmento. Como a amplitude máxima na faixa dividida pela faixa delta superior é maior que 1,5, esse segmento é classificado como uma época oscilatória. Isso garante que a amplitude máxima seja pelo menos 50% maior do que a amplitude na banda delta superior na época calculada do EEG.

Esta figura mostra a correlação das oscilações altamente organizadas e a medida de detecção no registro de EEG, na qual os segmentos oscilatórios podem ser quantificados e analisados estatisticamente. Aqui estão duas épocas de EEG de 2,5 segundos, visualmente classificadas como segmentos não-e, respectivamente. E aqui está a análise de frequência de tempo dos segmentos de EEG CA1, exibida nos gráficos correspondentes acima na faixa de 0,2 a 12 Hz. Com a amplitude sendo codificada por cores, a análise de frequência de tempo do segmento de EEG não-exibe uma arquitetura flutuante regular em relação às frequências no tempo.

Considerando que o segmento com oscilações altamente sincronizadas é caracterizado por um de alta amplitude regular e não flutuante de uma frequência quase constante de seis Hz. A razão entre o máximo e a amplitude delta máxima é 1,25 neste mapa e 4,67 neste mapa. Classificando claramente esta época de EEG como um segmento de EEG de oscilação. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em uma hora se for executada corretamente.

Após este procedimento, outros métodos, como análise de frequência de tempo de outras bandas de frequência ou detecção automatizada de convulsões, podem ser realizados para responder a perguntas como se outras bandas de EEG são afetadas, como elas estão acopladas e estão relacionadas à hiperexcitabilidade neural. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da neurociência sistêmica explorarem alterações na arquitetura do hipocampo em modelos de camundongos transgênicos, como modelos de camundongos com doença de Alzheimer. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como induzir, detectar e analisar oscilações altamente organizadas.