Предлагается недорогая электроэнцефалографическая регистрирующая система в сочетании с катушкой миллиметрового размера для управления транскраниальной магнитной стимуляцией мозга мыши in vivo. Используя обычные винтовые электроды с изготовленной на заказ гибкой подложкой из многоэлектродной матрицы, можно проводить многосайтовую запись из мозга мыши в ответ на транскраниальную магнитную стимуляцию.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Недорогая электроэнцефалографическая регистрирующая система в сочетании с катушкой миллиметрового размера для транскраниальной стимуляции мозга мыши in vivo
* These authors contributed equally
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Здесь предлагается недорогая электроэнцефалографическая (ЭЭГ) система регистрации для управления транскраниальной магнитной стимуляцией (ТМС) мозга мыши in vivo с использованием катушки миллиметрового размера. Используя обычные винтовые электроды в сочетании с изготовленной на заказ гибкой подложкой из многоэлектродной матрицы, можно выполнять многосайтовую запись из мозга мыши. Кроме того, мы объясняем, как производится катушка миллиметрового размера с использованием недорогого оборудования, обычно встречающегося в лабораториях. Также представлены практические процедуры изготовления гибкой подложки многоэлектродной матрицы и техника хирургической имплантации винтовых электродов, которые необходимы для получения малошумящих сигналов ЭЭГ. Несмотря на то, что эта методология полезна для записи данных из мозга любого мелкого животного, в настоящем докладе основное внимание уделяется внедрению электродов в анестезированный череп мыши. Кроме того, этот метод может быть легко распространен на бодрствующее мелкое животное, которое соединено привязанными кабелями через общий адаптер и закреплено устройством TMS на голове во время записи. Описан настоящий вариант системы ЭЭГ-ТМС, который может включать в себя максимум 32 канала ЭЭГ (в качестве примера представлено устройство с 16 каналами с меньшим количеством каналов) и одно канальное устройство ТМС. Кроме того, кратко сообщается о типичных результатах, полученных при применении системы ЭЭГ-ТМС к анестезированным мышам.
Введение
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) является многообещающим инструментом для науки о человеческом мозге, клинического применения и исследований на животных моделях из-за ее неинвазивности / низкой инвазивности. На ранней стадии применения ТМС измерение коркового эффекта в ответ на ТМС с одиночными и парными импульсами у людей и животных было ограничено моторной корой; Легко измеримый выход был ограничен моторными вызванными потенциалами и индуцированными миоэлектрическими потенциалами с участием моторной коры 1,2. Чтобы расширить области мозга, которые могут быть измерены с помощью модуляции ТМС, элект....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
В настоящем исследовании все эксперименты на животных проводились в соответствии с Руководством Национального института здравоохранения по уходу за лабораторными животными и их использованию и с одобрения Институционального комитета по уходу за животными и их использованию Университета Хоккайдо. Для настоящего исследования были использованы мыши C57BL/6J, два самца и три самки в возрасте от 8 до 10 недель. Это терминальная процедура. Животные были получены из коммерческого источника (см. Таблицу материалов).
1. Гибкое проектирование и построение двумерного массива
- Подготовьте необходимое количеств....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Образцы данных ЭЭГ, записанные у анестезированных мышей C57BL/6J с гибкой подложкой в сочетании с винтовыми электродами, представлены ниже.
В качестве типичного примера средние формы ЭЭГ, генерируемые в ответ на звуковую стимуляцию (всплеск тона 8 кГц, уровень звукового давления 80 дБ [SPL]), показаны для 60 испытаний с идентичными стимулами (рис. 4A). Схема отображения каналов записи также представлена в середине рисунка 4A. Ответы о.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
В этом исследовании рассматривается многосайтовая система регистрации ЭЭГ в сочетании с системой магнитной стимуляции, предназначенной для мелких животных, включая мышей. Сконструированная система является недорогой и легко конструируется в физиологических лабораториях и может расширить существующие измерительные установки. Хирургическая процедура, необходимая для получения данных из системы регистрации мышей, очень проста, если такие лаборатории имеют предыдущий опыт стандартных электрофизиологических экспериментов.
.......Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам раскрывать нечего.
Благодарности
Эта работа была поддержана Научным фондом Мураты, Мемориальным фондом Судзукена, Фондом Накатани по развитию измерительных технологий в биомедицинской инженерии и грантом на поисковые исследования (грант No 21K19755, Япония) и на научные исследования (B) (грант No 23H03416, Япония) для T.T.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 3D принтер | Zhejiang Flashforge 3D Technology Co., Ltd | FFD-101 | Принтер, используемый для 3D-печати дисков в форме пончика |
| ATROPINE SULFATE 0,5 мг | NIPRO ES PHARMA CO., LTD. | - | сульфата атропина |
| NF Corp. | KIT61380 | Для усиления осциллограмм на входе катушки | |
| Butorphanol | Meiji Seika Pharma Co., Ltd., Токио, Япония-Для | анестеза животных | |
| Коммерческий производитель гибких 2D-матриц | p-ban.com Corp. | - | URL: https://www.p-ban.com/ |
| Компьютерная программа для анализа выходных сигналов | Natinal Instruments | NI-DAQ и NI-DAQmx Python | Для анализа выходных сигналов от датчика на эффекте Холла |
| Connector | Harwin Inc. | G125-FV12005L0P | Для подключения разъема к измерительной системе |
| Copper pad | p-ban.com Corp. | медная | медная прокладка на каждой подложке |
| медная проволока | Kyowa Harmonet Ltd. | P644432 | Обмотки катушки |
| платы сбора данных | National Instruments Corp. | USB-6343 | Для измерения магнитной плотности потока рулонного стоматологического |
| цемента | SHOFU INC. | Быстровосстанавливающийся | самоотверждающийся ортодонтический |
| электрод ECoG | NeuroNexus Inc. | HC32 | Для справки по проектированию гибкой 2D матрицы |
| из эпоксидной смолы | Konishi Co. Ltd. | #16123 | Для изготовления катушек |
| этилкарбамат | FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp. | 050-05821 | Для уретановой анестезии |
| Плоский ленточный кабель | Oki Electric Cable Co., Ltd. | FLEX-B2(20)-7/0.1 20028 5м | Для кабеля для соединения между разъемом для поверхностного монтажа и измерительной системой |
| гибкой подложки | p-ban.com Corp. | полиимид | Базовая плита гибкой подложки |
| Функциональный генератор | NF Corp. | WF1947 | Для генерации сигналов для входного сигнала катушки |
| Датчик на эффекте Холла | Honeywell International Inc. | SS94A2D | Для измерения магнитной плотности потока катушки |
| обжимной инструмент IDC | Pro'sKit Industries Co. | 6ПК-214 | Для обжима ИДК и одного конца плоского ленточного кабеля; Плоский кабельный соединитель обжимной инструмент |
| Мгновенный клей | Konishi Co. Ltd. | #04612 | Для конструкции катушки |
| Изоляционно-смещенный соединитель (IDC ) | Uxcell Japan | B07GDDG3XG | 2 &x 10 контактов и шаг 1,27 мм |
| Измеритель LCR | NF Corp. | ZM2376 | Для измерения переменных свойств катушки |
| манипулятора | NARISHIGE Group. | SM-15L | Для манипуляций с катушкой |
| Медетомидин | Kobayashi Kako, Фукуи, Япония-Для | анестезии животных | |
| Midazolam | Astellas Pharma, Токио, Япония-Для | анестезии животных | |
| Миниатюрный винт | KOFUSEIBYO Co., Ltd. | S0,6*1,5 | Для ЭЭГ-чувствительного электрода и электрода сравнения |
| Mouse | Japan SLC, Inc. | C57BL/6J (C57BL/6JJmsSlc) | Подопытное животное |
| Пермаллой-45 стержень | The Nilaco Corp. | 780544 | Ядро катушки |
| Recording System | Plexon Inc. | OmniPlex | Для сбора данных ЭЭГ |
| Нержавеющая проволока | Wakisangyo Co., Ltd. | HW-136 | Для захвата манипулятором |
| стереотаксический аппарат | группы NARISHIGE. | SR-5M-HT | Для фиксации головки мыши |
| Разъем для поверхностного монтажа | Useconn Electronics Ltd. | PH127-2x10MG | Для монтажа разъема на гибкую 2D матрицу |
| Испытательное оборудование (измеритель LCR) | NF Corp. | ZM2372 | Проверка контактов и измерения импеданса |
| Белая нить PLA | Zhejiang Flashforge 3D Technology Co., Ltd | PLA-F13 | Материал, используемый для 3D-печати дисков в форме пончика |
| Xylocaine Jelly 2% | Sandoz Pharma Co., Ltd. | - | лидокаина гидрохлорид |
Ссылки
- Ilmoniemi, R. J., et al. Neuronal responses to magnetic stimulation reveal cortical reactivity and connectivity. Neuroreport. 8 (16), 3537-3540 (1997).
- Hallett, M. Transcranial magnetic stimulation: a primer. Neuron. 55 (2), 187-199 (2007).
- Thut....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
