Um protocolo econômico e minimamente invasivo para gravação crônica de eletroencefalografia em vários locais em camundongos que se movem livremente

Esse protocolo permite registros de EEG de camundongo, minimamente invasivos e de alta qualidade, de baixo custo, tornando o monitoramento neural de longo prazo acessível para pesquisas pré-clínicas. Os principais desafios do registro crônico de EEG são a instabilidade do implante e a longevidade da cabeça, a degradação do sinal, a análise massiva de dados e a inacessibilidade de sistemas comercializados caros. Para começar, use um plugue USB tipo B fêmea com cinco pinos e solda com um fio de irídio platina de 0,003 polegadas.

Não use o quarto pino, pois é o pino de terra, e use os outros quatro pinos para conectar os eletrodos. Dobre os pinos em aproximadamente 45 graus e enrole os fios em cada pino duas vezes para garantir uma conexão forte que não se solte. Agora, aplique uma pequena quantidade de pasta de fluxo de resina de solda em cada pino para limpar a superfície e garantir uma soldagem eficaz.

Depois, coloque um pequeno pedaço de fio de solda em cada pino. Usando um ferro de solda, derrete o fio de solda para fixar permanentemente o fio de platina de irídio aos pinos. Após confirmar a anestesia profunda, inicie o ventilador de oxigênio de isoflurano no nariz a uma taxa de 1,5% volume por volume.

Agora, injete carprofeno no camundongo a cinco miligramas por quilograma para reduzir a inflamação e a dor. Injete dexametasona a 0,1 miligrama por quilograma intramuscularmente para reduzir inflamação e inchaço cerebral. Aplique pomada para os olhos para evitar que os olhos ressecem durante a anestesia.

Após remover o pelo, limpe o lado da incisão no crânio com etanol 70%, seguido de almofadas de iodo e seguindo uma técnica séptica. Em seguida, use um bisturi para fazer uma única incisão clara no meio da cabeça. Corte ao redor da incisão para expor o local da implantação do eletrodo, garantindo que os músculos não fiquem expostos.

Lave a superfície do crânio com solução de cloreto de sódio 0,9%. Seque a superfície e esfregue o crânio com cotonetes mergulhados em peróxido de hidrogênio. Use um bisturi para remover qualquer tecido conjuntivo restante no osso.

Após um minuto, lave a superfície novamente com solução de cloreto de sódio 0,9% e seque antes de furar. Use uma furadeira dental para rugar a superfície do crânio e promover a aderência do acrílico. Meça e marque os locais de implantação do eletrodo nas posições anterior/posterior, mais dois e menos quatro, e nas posições mediais laterais, mais ou menos 1,5.

Perfure a superfície do crânio com furadeiras de 1,4 milímetro e insira quatro parafusos ósseos de 1,5 milímetros nos locais perfurados usando chaves de fenda de precisão. Certifique-se de que os parafusos toquem apenas a superfície e não entrem no cérebro. Enrole os fios do conector USB em cada parafuso duas a quatro vezes e corte qualquer fio excedente.

Aplique uma gota de supercola no topo de cada parafuso e deixe secar para fortalecer a conexão. Certifique-se de que o conector esteja posicionado no centro do crânio sem tocar no crânio ou nos eletrodos. Depois, construa lentamente a cabeça usando cianoacrilato, aplicando camadas finas para evitar o superaquecimento do osso.

Usando cimento dentário, fixe um parafuso grande na superfície plana do conector para facilitar a conexão do cabo USB. Deixe a cabeça secar por pelo menos dois minutos antes de retirar o mouse da fase estereotáxica. Coloque o rato em uma almofada térmica e observe por 24 horas.

Trate o camundongo com carprofeno a cada cinco miligramas por quilograma a cada 12 horas durante sete dias. Espere duas semanas para deixar o osso crescer na interface acrílica antes de prosseguir com eletroencefalografia ou registro de EEG. Registre o sinal de EEG de cada camundongo por uma hora, incluindo 30 minutos antes do tratamento com pentilenetetrazol e 30 minutos após administrar 20 miligramas por quilograma de pentilenetetrazol.

Conecte o cabo USB no conector do mouse. Conecte o cabo USB a um amplificador diferencial de corrente alternada usando clipes de jacaré. Ajuste o ganho para 10.000 e filtre entre 0,1 e 250 hertz.

Amostre o sinal de eletroencefalografia a 1.000 hertz. Grave as saídas do amplificador simultaneamente no computador e exiba os sinais em tempo real no osciloscópio. Conecte as saídas do amplificador a um dispositivo USB de aquisição de dados e condicionamento de sinal conectado ao computador.

Por fim, grave o sinal EEG usando o código Python e filtre entre 0,1 hertz e 250 hertz e visualize os dados. Eletrodos foram implantados em 20 camundongos de fundo C57BL/6J, incluindo cinco camundongos do tipo selvagem com taxa de sobrevivência pós-operatória de 85%, mantida até seis meses após a cirurgia. Registros de EEG capturaram mudanças eletrofisiológicas induzidas pelo pentilenetetrazol, como mostrado pelo aumento no número de descargas interictais nos camundongos após a injeção de pentilenetrazol.

A amplitude das descargas interictais após a injeção de pentilenetazazol foi visivelmente maior em três eletrodos diferentes, conforme mostrado em traços representativos de EEG. Nosso estudo estabeleceu um sistema simples e estável de EEG em camundongos em movimento livre, mostrando registros confiáveis e de longo prazo nas descargas seriais claras. Esse protocolo avança a neurociência ao fornecer registros acessíveis de EEG de longo prazo em roedores em movimento livre, apoiando estudos mais amplos sobre distúrbios e terapias cerebrais.

Pesquisas futuras focarão no refinamento do design de eletrodos, expansão de registros multi-região e integração do EEG com manipulações comportamentais, farmacológicas e genéticas.