В настоящем протоколе описана простая процедура получения и анализа топографии эпикраниальных зрительных вызванных потенциалов с помощью 32-многоканальных тонкопленочных электродов у мыши.
Методическая статья
В настоящем протоколе описана простая процедура получения и анализа топографии эпикраниальных зрительных вызванных потенциалов с помощью 32-многоканальных тонкопленочных электродов у мыши.
Зрительные вызванные потенциалы (VEP) позволяют охарактеризовать зрительную функцию в доклинических моделях мышей. Существуют различные методы измерения VEP у мышей, от неинвазивной ЭЭГ, подкожных одиночных электродов и ЭКоГ до полностью инвазивных внутрикортикальных многоканальных записей зрительной коры. Может быть полезно получить глобальную топоографическую характеристику визуальных реакций на уровне ЭЭГ до локальных измерений интракортикальных микроэлектродов в условиях острых экспериментов. Например, одним из вариантов использования является оценка глобальных кросс-модальных изменений в топографии VEP в моделях глухоты перед изучением ее влияния на локальном внутрикорковом уровне. Многоканальная эпикраниальная ЭЭГ является надежным методом получения такого обзорного показателя зрительной активности коры головного мозга. Многоканальная эпикраниальная ЭЭГ обеспечивает сопоставимые результаты благодаря стандартизированному, последовательному подходу, например, для выявления кросс-модальных, патологических или возрастных изменений зрительной функции коры головного мозга. В настоящем исследовании представлен метод получения топографического распределения вспышко-вызванных ВЭП с 32-канальной тонкопленочной электродной матрицей ЭЭГ у мышей под наркозом. В сочетании с анализом во временной и частотной областях этот подход позволяет быстро охарактеризовать и экранировать топографию и основные визуальные свойства зрительной функции коры головного мозга мыши, которые могут сочетаться с различными острыми экспериментальными условиями.
Мыши являются доклинической моделью дегенеративных процессов зрения и офтальмологических заболеваний 1,2,3,4. Зрительные вызванные потенциалы (ВЭП) обычно используются для измерения зрительной функции коры головного мозга и, например, для оценки зрительной дегенерации в патологических моделях 5,6. Латентность VEP, время проводимости, амплитуда, мультифокальные характеристики или пространственная острота корковых зрительных вызванных потенциалов предоставляют диагностическую информацию о функциональной целостности зрительной системы 7,8,9.
У мышей корковые зрительные вызванные потенциалы могут быть измерены в различных пространственных масштабах с помощью методов различной сложности: от неинвазивной ЭЭГ, подкожных игольчатых электродов и винтов, имплантированных в череп, до полностью инвазивных внутричерепных вмешательств с эпикортикальной ЭКоГ, до внутрикортикальных электродных записей 10,11,12,13,14,15,16,17. Эти методы имеют разные сильные и слабые стороны. Например, небольшое количество электродов дает лишь ограниченную информацию о кортикальном распределении VEP, в то время как подкожные игольчатые электроды часто не могут обеспечить постоянное место записи. Кроме того, имплантированные винты или полностью инвазивные методы требуют повреждения, проникновения или удаления черепа и часто предоставляют только местную информацию.
В острых экспериментах часто требуется получить первый глобальный обзор зрительной функции коры головного мозга, за которым в конечном итоге следуют дальнейшие экспериментальные шаги и сравнение с локальными внутрикортикальными записями. Например, один из потенциальных вариантов использования сначала используется для изучения эффектов визуальной кросс-модальной реорганизации зрительной кросс-модальной реорганизации глухоты или потери слуха на топографию ЗЭП и кортикальную зрительную активность18,19 на уровне ЭЭГ, а затем изучает влияние на локальном интракортикальном уровне.
Многоканальная запись ЭЭГ с помощью тонкопленочных многоэлектродных матриц может обеспечить систематизированную топографию ВЭП из черепа мыши 20,21,22,23,24. Такие эпикраниальные записи могут иметь преимущества по сравнению с записями ЭКоГ, оставляя целостность черепа нетронутой и избегая прямых манипуляций с поверхностью коры головного мозга. Кроме того, тонкопленочные многоэлектроды обеспечивают стандартизированную конфигурацию электродов, позволяющую сравнивать визуальную вызванную пространственно-временную активность мозга между экспериментами, аналогичными стандартизированной системе ЭЭГ у людей25. Стандартизированная структура также облегчает использование общих наборов инструментов для анализа ЭЭГ (например, Fieldtrip, Chronux, EEGLAB и ERPLAB) для анализа ЭЭГ мыши во временной и частотной области или в терминах связности 26,27,28,29,30,31.
В настоящем протоколе описана процедура топографической записи VEP у мышей с использованием 32-канального тонкопленочного электрода. Это может быть использовано в рамках острых экспериментов с последующими дополнительными экспериментальными шагами, такими как запись внутрикортикальных микроэлектродов из определенных областей мозга. В статье показано, как надежно регистрировать вызванные эпикраниальными вспышками ВЭП с помощью 32-канальных тонкопленочных электродов от мыши. Кроме того, представлен примерный анализ топографических записей VEP во временной и частотной областях.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все животные обрабатывались и размещались в соответствии с немецкими (TierSchG, BGBl. I S. 1206, 1313) и Европейским союзом (ETS 123; Директива 2010/63/EU) руководящих принципов по исследованиям на животных. Эксперименты на животных были одобрены государственными органами Германии (Управление по защите прав потребителей и безопасности пищевых продуктов Нижней Саксонии, LAVES) и контролировались университетским инспектором по защите животных. Для настоящего исследования был использован 3-месячный самец мыши C57BL/6J.
1. Данные о животных
2. Индукция общей анестезии
3. Физиологический мониторинг и поддержание общей анестезии
4. Установка электродов и настройка записи
5. Запись ЭЭГ и измерение VEP
6. Завершение эксперимента, снятие электродов и очистка электродов
7. Базовая обработка сигналов VEP: временная и частотная область
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Регистрация визуальных вызванных потенциалов с помощью многоканальной ЭЭГ позволяет оценить топографию амплитуд VEP, латентности или частотных составляющих у мышей. На рисунке 2A показан пример вспышечной вызванной топографии VEP, записанной с помощью эпикраниальной 32-канальной ЭЭГ от 3-месячного самца мыши C57BL/6J. Самая сильная зрительная вызванная активность происходит в затылочной области над зрительной корой.
На рисунке 2B пока...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В данной статье описывается метод регистрации эпикраниальной многоканальной ЭЭГ с помощью тонкопленочных электродов и способы получения согласованного топографического представления визуальных вызванных потенциалов у мыши. Здесь мы показали бинокулярную стимуляцию вспышкой, но этот подход также может быть применен с другими типами визуальных стимулов (т.е. монокулярными, пространственными решетками, фокальным полем зрения) с использованием, например, более крупного дисплея.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов или других конфликтов интересов.
Эта работа была поддержана Немецким научно-исследовательским обществом (Deutsche Forschungsgemeinschaft, Cluster of Excellence 2177 "Hearing4all", номер проекта 390895286).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Бепантен 5% Декспантеол | Байер | Офтамический гель | |
| Гепард программное обеспечение 5.11 | Neuralnyx | Версия 5.11 | Программное обеспечение для записи нейрофизиологических сигналов |
| Digital Lynx SX | Neuralynx | Digital Lynx 16SX | Система регистрации |
| ЭКГ дифференциальный усилитель | Otoconsult | WDA2 V1.0 | |
| Электробритва | Aesculap | GT420 | |
| Электрододержатель | TSE Systems | 430005-HE | |
| Смотровой фонарь | Heine | HL 5000 | Источник холодного света |
| Лампа Грелка + Система контроля температуры | CWE | TC-1000 Мышь | |
| Гистоакрил 0,5 мл | B.Braun | Тканевый клей | |
| Инфракрасная тепловая лампа | Sanitas | SIL 06 | |
| Кетамин 10% | WDT | Кетамингидрохлоридный | |
| светодиодный стробоскоп | Monarch | Nova Strobe PBL | Визуальная стимуляция |
| Matlab 2021a | The Mathworks | 2021a | Контроль и анализ стимулов |
| Moria Vessel Clamp | Fine Science Tools | 18320-11 | |
| Мышиный электрод ЭЭГ | NeuroNexus | H32 (ретикулярный) | 32-канальный электрод для ЭЭГ. Толщина: 20 мкм; m; длина: 8,6 мм; ширина 6,8 мм. Платиновые сайты: 500 μ m |
| диаметр рамки мыши | заказная | информация доступна по запросу | |
| Многофункциональное устройство ввода-вывода | National Instruments | PCIe-6353 с BNC 2090A | Генерация, вывод и запуск аналогового стимула |
| NaCl 0,9% | B.Braun | изотонический, стерильный, непирогенный | |
| Neuralynx HS36 | Neuralynx | HS-36 | Headstage |
| Разъем для зонда Neuronexus | Neuralynx | ADPT-HS36-N2T-32A | Разъем для электродов |
| Осциллограф | Tektronix | TDS 2014B | |
| Progent Intensive Cleaner | Menicon | Средство для удаления белка и дезинфицирующий раствор для жестких газопроницаемых линз | |
| Записывающий ПК | HP | Z800 | Записывающий компьютер |
| HP Римадил (Карпрофен) | Zoetis | Карпрофен | |
| Силиконовое масло M 1000 | Carl Roth | 4045.1 | |
| Серебряная проволока | Научная продукция | AG-8W | диаметр 203 &; m; ЭКГ и электрод сравнения |
| Звукоизоляционная камера | Акустика | ||
| Стереотаксический микроманипулятор | TSE Systems | 430005-M/P | Для размещения электродов ЭЭГ |
| Стимуляция ПК | Dell | Dell Precision T5810 | Стимуляция ПК |
| Хирургический микроскоп | Zeiss | Op-Mi Focus | |
| Хирургическая лента | 3M | 1527-0 | 1,25 см x 9,1 м |
| Thilo-Tears 3 мг/г | Alcon Pharma GmbH | Офтаминовый гель | |
| Vaselin Lichtenstein | Winthrop | Белая вазелиновая мазь | |
| Ксилазин 2% | Bernburg | Xylazineгидрохлорид | |
| ксилокаин в спрее (10 мг/затяжка) | Осиновый | лидокаин |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение