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Neuroscience

युग वायरलेस ट्रांसमीटर प्रणाली का उपयोग करते हुए मानव रोग के छोटे कृंतक मॉडल में लंबे समय तक निरंतर ईईजी निगरानी

Published: July 21, 2015 doi: 10.3791/52554
Automatic Translation
1, 2, 2
1Department of Neurosurgery, Yale University School of Medicine, 2Department of Neurosurgery, University of Utah

Abstract

ऐसे मिर्गी के रूप में मानव में कई प्रगतिशील तंत्रिका संबंधी रोगों, धीरे धीरे रोग की प्रक्रिया के विभिन्न चरणों में हस्तक्षेप का परीक्षण करने के क्रम में रोग विकसित कि पूर्व नैदानिक ​​पशु मॉडल की आवश्यकता होती है। ये पशु मॉडल अपरिपक्व कृन्तकों, इन बीमारियों की प्रयोगशाला अध्ययन के लिए एक क्लासिक मॉडल जीव में लागू करने के लिए विशेष रूप से कठिन हैं। बरामदगी और अन्य तंत्रिका संबंधी विकारों के जवान पशु मॉडल में रिकॉर्डिंग निरंतर ईईजी छोटा होने के कारण शारीरिक युवा कृन्तकों के आकार और बांध पर अपनी निर्भरता को प्रातः करने से पहले करने के लिए एक तकनीकी चुनौती प्रस्तुत करता है। इसलिए, बेहतर क्लिनिक में अनुवाद लेकिन यह भी अपरिपक्व कृन्तकों में निरंतर ईईजी रिकॉर्डिंग में सक्षम नए उपकरणों के लिए एक की जरूरत के लिए उपयुक्त उन उपचारों की पहचान करेगा कि पूर्व नैदानिक ​​अनुसंधान में सुधार के लिए एक स्पष्ट की जरूरत नहीं ही है। यहाँ, हम पीछे की तकनीक का वर्णन है और विशेष रूप से ओ अपरिपक्व चूहों में उपयोग के लिए इंजीनियर एक उपन्यास लघु टेलीमेटरी प्रणाली का उपयोग करते हैं, का प्रदर्शनयह भी वयस्क पशुओं में उपयोग के लिए प्रभावी है जो अनुसंधान चूहों,।

Introduction

सबसे पुराना है - और अभी भी सबसे अधिक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया - मस्तिष्क में biopotentials रिकॉर्डिंग के लिए तकनीक electroencephalogram (ईईजी) है। यह जब्ती का पता लगाने 1, जब्ती foci 2 का स्थानीयकरण, और हिलाना 3,4 के निदान सहित, तंत्रिका संबंधी असामान्यताओं के लिए चिकित्सकीय प्रयोग किया जाता है। इस तकनीक को भी व्यापक रूप से नींद के तंत्र के बारे में बुनियादी जानकारी प्रदान करने के लिए और नींद संबंधी विकार 5,6 निदान करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

Epilepsies के नैदानिक ​​निदान के रूप में, ईईजी दोनों आनुवंशिक और अधिग्रहण मिर्गी के पशु मॉडल में शोधों के लिए अपरिहार्य हो गया है। वर्तमान अनुसंधान अनुप्रयोगों में, "वायर्ड" या "सीमित" रिकॉर्डिंग मानक हैं, और नियमित रूप से एक समय 7 में सप्ताह के लिए वयस्क कृन्तकों में प्रदर्शन कर रहे हैं। हालांकि, बिजली के शोर, आंदोलन कलाकृतियों, और केबल पर खींच कर खुद को चोट पहुंचाना होगा जानवरों सीमित जोखिम है कि लंबे समय compr हैइन प्रयोगों omised। इस प्रकार, स्थिति और सफलता दर प्रयोगात्मक सुधार करने के लिए, हम जानवरों और इंस्ट्रूमेंटेशन के बीच वायर्ड इंटरफ़ेस के उन्मूलन के लिए अनुमति होगी कि नई प्रौद्योगिकियों को विकसित करने की जरूरत है। विकास का सबसे स्पष्ट क्षेत्र डिजाइन और एक लंबे समय तक उपयोगी जीवन को बनाए रखने और पशु विषयों के लिए असुविधा को कम करते हुए, उच्च गुणवत्ता रिकॉर्डिंग के लिए अनुमति देता है कि टेलीमेटरी प्रणाली के कार्यान्वयन है। इन उपकरणों के भौतिक आकार को कम करने के मस्तिष्क संबंधी बीमारियों के नवजात और किशोर कृंतक मॉडल में शोधों में सक्षम होगा।

चूहों में कम चैनल गिनती ईईजी रिकॉर्डिंग बड़े पैमाने पर कार्यरत हैं मनुष्य के लिए अनुवाद की मिरगी दौरे सक्षम दबाने के लिए नए उपचारों को विकसित करने के लिए। एक लम्बी अवधि के लिए एक या एक से अधिक साइटों से रिकॉर्डिंग शोधों में मिर्गी के कृंतक मॉडल का उपयोग करने के लिए कई संभावनाएं खुला। इस क्षेत्र में समकालीन अनुसंधान के बहुत पुरानी seiz की घटना को ब्लॉक करने के लिए करना हैनिरंतर नहीं ईईजी निगरानी प्रस्तावित चिकित्सा 8 के प्रभाव को परख करने के लिए अगर ures या मिर्गी (यानी, epileptogenesis) के विकास, और इस तरह के अनुसंधान के प्रयासों व्यापक आवश्यकता होती है; चैनल के अनुसार .1-100 हर्ट्ज के बीच ऑपरेटिंग एक, दो या चार चैनलों के साथ एक छोटी सी, सरल, टैलिमीटर प्रणाली जोरदार शोधों के इस प्रकार को बढ़ावा देंगे। Electrographic बरामदगी अक्सर व्यवहार बरामदगी पर आधारित assays की उपयोगिता जो सीमा (निश्चित रूप से आक्षेप के बिना) न्यूनतम व्यवहार, के साथ होते हैं। ईईजी रिकॉर्डिंग और एक साथ वीडियो निगरानी के संयोजन की रणनीति हर जब्ती पर कब्जा करने की संभावना की अनुमति देता है; और इसके अलावा, इन विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण "ictal" (या जब्ती) आयोजन 9 के बीच मिरगी मस्तिष्क में पाए जाते हैं कि interictal spikes के मात्रात्मक आकलन अनुमति दे सकता है। इसके अलावा, निरंतर उच्च गुणवत्ता वाले कम विरूपण साक्ष्य ईईजी रिकॉर्डिंग प्राप्त करने की क्षमता है, जिसके लिए वायरलेस तकनीक को आम तौर पर हैबेहतर है, काफी प्रयोगकर्ता के काम का बोझ कम करने, विशिष्ट ईईजी तरंग (जैसे, थीटा, गामा), साथ ही बरामदगी का स्वत: पता लगाने के अध्ययन के लिए कंप्यूटर आधारित एल्गोरिदम के उपयोग के विकास के लिए अनुमति देगा।

मस्तिष्क की चोट के बाद पुरानी मिर्गी के अध्ययन के लिए प्राथमिक पूर्व नैदानिक ​​मॉडल पुरानी मिर्गी द्वारा पीछा किया जाता है, जो एक केमो-convulsant (यानी, kainic एसिड या pilocarpine) या विद्युत प्रेरित स्थिति एपीलेप्टीकस (एसई), के माध्यम से या तो वयस्क चूहे या माउस, है। इन शर्तों के तहत, एसई या मिरगी जानवरों में बाद में बरामदगी के साथ जुड़े गंभीर आक्षेप पशु फाड़ से चोट या तार पर खींच रहा है और headcap की कुर्की का कहना है कि शिकंजा ढीला करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। अंत में, यह आम तौर पर इन प्रयोगों समाप्त हो जाता है कि इस समस्या है, और पुराने के लिए नए उपचारों के विकास के उद्देश्य के प्रयोगों के लिए लंबी अवधि के उच्च संकल्प ईईजी रिकॉर्ड प्राप्त करने के लिए अभी तक की जरूरत हैमिर्गी सर्वोपरि है। इसके अतिरिक्त, आवास, निगरानी, ​​और लंबी अवधि प्रत्यारोपित जानवरों से डेटा का विश्लेषण करने के लिए दोनों प्रत्यक्ष लागत और अन्वेषक समय में काफी निवेश है; इसलिए, प्रयोग के समय से पहले समाप्ति शोधकर्ताओं के लिए महत्वपूर्ण लागत में कमी कर सकते हैं। मिर्गी प्रगति के इन मॉडलों के रूप में, बरामदगी आम तौर पर सिर्फ नए उपचारों के विकास के लिए उनकी उपयोगिता के रूप में, जानवरों के घायल हो गए हैं कि संभावना बढ़ जाती है, और लगातार और 10-12 और अधिक गंभीर हो जाता है सबसे बड़ा हो गया है। इन जानवरों को नियमित तौर पर अक्सर समूहों 13 में होने वाली प्रति दिन ऐंठन बरामदगी के दर्जनों विकसित कर सकते हैं।

शायद जैव चिकित्सा विज्ञान के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं में से एक माउस मॉडल में लक्षित जीन का उपयोग किया गया है। इस दृष्टिकोण की अनुमति दी है, और, की अनुमति देने के वास्तविक मानव सिंड्रोम 14-16 पुन: पेश कि आनुवंशिक मिर्गी के पशु मॉडल के विकास के लिए जारी रहेगा। आनुवंशिक जोड़तोड़ के रूप में किया जा सकता हैसबूत के सिद्धांत के उपचारों मिर्गी के दौरों को दबाने या यहां तक कि मस्तिष्क की चोट 17-20 के बाद मिर्गी का विकास अवरुद्ध करने के लिए। अनुसंधान के इस प्रकार ईईजी की उच्च throughput सतत रिकॉर्डिंग प्रदर्शन करने की क्षमता से नाटकीय रूप से लाभ होगा। वर्तमान में, यह या तो सीमित या टेलीमेटरी सिस्टम के साथ चूहों से रिकॉर्ड करने के लिए संभव हो सकता है; हालांकि, उच्च गुणवत्ता प्राप्त करने की चुनौतियों, artifact मुक्त रिकॉर्डिंग चूहों की तुलना में काफी अधिक मुश्किल हो जाता है, और अक्सर इस चूहों लगातार दूर करने का प्रयास है कि backpacks के विभिन्न रूपों की आवश्यकता है। तनाव इस प्रकार अध्ययन confounding, अंत में प्रायोगिक पशुओं की मिर्गी संशोधित करेगा इस प्रकार जब्ती गंभीरता, आवृत्ति और / या अवधि बढ़ाने के लिए, और हो सकता था। एक छोटे, हल्के वजन, कम प्रोफ़ाइल लघु टेलीमेटरी प्रणाली मानव रोग के आनुवंशिक माउस मॉडल से लंबी अवधि के ईईजी की रिकॉर्डिंग की सुविधा होगी।

ऊपर वर्णित समस्याओं के अलावा, अपरिपक्व कृंतक मॉडल में ईईजी रिकॉर्डिंगबीमारी की चुनौतियों का अपना अनूठा सेट है। अपरिपक्व जानवरों 17 ग्राम (पी 6 चूहा) के रूप में छोटे रूप में 6 ग्राम (P8 माउस) वजन कर सकते हैं। यह बांध से पिल्ला के प्राकृतिक पालन अनुमति देने के लिए तार और अक्षमता से वृद्धि की वजह से तनाव को धारावाहिक बहु-दिन सीमित ईईजी रिकॉर्डिंग करने के लिए लगभग असंभव है। पशुओं के दूध छुड़ाने कर रहे हैं, जब तक वे बांध की देखरेख में ही रहना चाहिए। बांध, पिल्ला पर किसी भी externalized कनेक्टर विधानसभा नष्ट पिल्ला समाप्त होने का खतरा है, और कुछ मामलों में पूरे कूड़े को समाप्त। इसके अलावा, अपरिपक्व कृंतक खोपड़ी यह मुश्किल यांत्रिक अखंडता के साथ खोपड़ी के लिए किसी भी इलेक्ट्रोड कुरसी माउंट करने के लिए बनाता है। अपरिपक्व कृन्तकों के लिए अद्वितीय इन चुनौतियों, मजबूत, लंबी अवधि के electrographic रिकॉर्डिंग बनाने के लिए एक उपन्यास समाधान की आवश्यकता है। 1) आईएम: यहाँ हम लघु वायरलेस टेलीमेटरी प्रणाली के उपयोग के लिए उदाहरण के रूप में एक उपन्यास लघु वायरलेस ट्रांसमीटर और वर्तमान में तीन सबूत के प्रयोगों सिद्धांत का उपयोग कर ईईजी का आरोपण और रिकॉर्डिंग प्रदर्शन पर ध्यान केंद्रितहाइपोक्सिया-ischemia के परिपक्व चूहे पिल्ला मॉडल, 2) वयस्क चूहों स्थिति एपीलेप्टीकस और बाद में सहज बरामदगी, और वयस्क चूहों में बरामदगी और मृत्यु के परिणामस्वरूप जो संवहनी गुफाओंवाला विकृतियों के 3) आनुवंशिक मॉडल प्रेरित करने के लिए डीएफपी के साथ इलाज किया।

लघु वायरलेस टेलीमेटरी प्रणाली चार मुख्य आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिजाइन किया गया था: (1) न्यूनतम इनवेसिव सर्जरी आरोपण; (2) बांध और littermates के साथ कृंतक पिल्ले के आवास के लिए अनुकूलता; इस प्रकार शल्य फिर से आरोपण के बिना सतत निगरानी के महीने के लिए अनुमति इकाई (3) कम बिजली की खपत,; और (4) की क्षमता कम से कम आंदोलन कलाकृतियों के साथ उच्च गुणवत्ता वाले ईईजी waveforms के रिकॉर्ड करने के लिए। वायरलेस ट्रांसमीटर <0.6, 2.3, और 4 ग्राम वजन का होता है और 0.3 <0.8 है, और 1.4 सेमी 3 आसानी से खोपड़ी के लिए mounts कि एक एक्स 7 5 के पदचिह्न, 7 एक्स 9, या 7 x 12 मिमी के साथ बैटरी पर निर्भर करता है cyanoacrylate जेल के साथ जानवर की। कोई हड्डी पेंच एंकर को सुरक्षित करने के लिए डिवाइस प्रत्यय करने की जरूरत हैखोपड़ी और सर्जरी के समय में drilled करने की आवश्यकता है कि छेद की संख्या को कम करने खोपड़ी,। डिवाइस पर 2 सप्ताह, 2 महीने, या इस विन्यास में 6 महीने के लिए इस तरह के हिप्पोकैम्पस के रूप में गहरी मस्तिष्क संरचना से ईईजी या स्थानीय क्षेत्र क्षमता के दो चैनलों, amplifying के लिए सक्षम है। वायरलेस ट्रांसमीटर के छोटे आकार, संक्रमण का खतरा कम पशु गतिशीलता बढ़ जाती है, और अंततः अन्यथा एक प्रयोग के लिए आवश्यक जानवरों के समय, धन, और संख्या बढ़ जाती है कि रुग्णता और मृत्यु दर कम कर देता है। इलेक्ट्रॉनिक्स और बैटरी के सभी अन्यथा डिवाइस अप्रभावी प्रदान सकता है कि ट्रांसमीटर पर चबाने से बांध रोकने डिवाइस निविड़ अंधकार और कठिन बना देता है कि चिकित्सा ग्रेड epoxy में कमरों का कर रहे हैं। रेडियो आवृत्ति ट्रांसमीटरों के विपरीत, टेलीमेट्री सिस्टम ट्रांसमीटर और उपयोगकर्ता मानक कृंतक आवास में पशुओं को रखने के लिए अनुमति देता है, जानवर पिंजरे से नीचे बैठता है कि एक रिसीवर एंटीना के बीच capacitive युग्मन का उपयोग करता है। Recordi के कई चैनलोंएनजी ऐसे इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम और Electroencephalogram के रूप में मल्टी मॉडल biopotentials, की रिकॉर्डिंग के लिए अनुमति देते हैं। सह morbidities के पशु मॉडल व्यवहार 21-23 के दौरान biopotentials रिकॉर्ड करने की क्षमता से लाभ होगा। ईईजी की निगरानी के साथ व्यवहार के संयोजन अनुसंधान और पूर्व नैदानिक ​​अध्ययन के लिए एक बेहतर उपकरण के साथ शोधकर्ताओं प्रदान करेगा।

Protocol

शल्य चिकित्सा उपकरण नसबंदी के लिए जानवरों की देखभाल के लिए संस्थागत दिशा निर्देशों का पालन करें, और दिशा निर्देशों के अनुरूप है और अपनी संस्था के संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदन प्राप्त करने के लिए आवश्यक के रूप में प्रोटोकॉल को संशोधित।

1. शल्य चिकित्सा की तैयारी

  1. स्वच्छ और सुरक्षित और बाँझ सर्जरी सुनिश्चित करने के लिए ट्रांसमीटर तैयार करते हैं। अपने विरोधी स्थैतिक पैकेजिंग से ट्रांसमीटर और या तो स्प्रे निकालें या 70% इथेनॉल में लेना। बाँझ कपास स्पंज बाँझ खारा में भिगो या बाँझ खारा में डूबे रहते हैं के बीच बाँझ खारा और जगह से कुल्ला ट्रांसमीटर।
  2. लीजिए और शल्य चिकित्सा के लिए आवश्यक उपकरण बाँझ; नसबंदी के लिए भाप आटोक्लेव। शल्य चिकित्सा उपकरणों की सूची के लिए सामग्री और अभिकर्मकों की तालिका देखें।

2. शल्य चिकित्सा आरोपण

  1. पशु anesthetize और IACUC अनुमोदित प्रोटोकॉल के अनुसार संज्ञाहरण बनाए रखें। दीक्षा से कम और सुर के दौरानGery पैर के अंगूठे चुटकी पलटा हर 15 मिनट की जाँच करें। प्रतिक्रिया की कमी संज्ञाहरण के पर्याप्त स्तर इंगित करता है।
    1. पिल्ले के लिए, हे 2 (100%) के साथ isoflurane (4%) द्वारा संज्ञाहरण का उपयोग करें। वयस्कों के लिए, xylazine (10 मिलीग्राम / किग्रा) के साथ ketamine (100 मिलीग्राम / किग्रा) का उपयोग करें।
  2. Stereotaxic फ्रेम में स्थिति को ठीक करें। कर्णद्वार में कान बार सुझावों रखें। खोपड़ी युवा चूहा पिल्ले में बहुत नरम है के रूप में जरूरत से ज्यादा कान सलाखों कस नहीं है। संज्ञाहरण नाक शंकु सुरक्षित।
    1. 37 डिग्री सेल्सियस के लिए सेट हीटिंग पैड पर रखकर सर्जरी के दौरान पशु गर्म रखें। वयस्क पशुओं में, पशु की आंखों को मरहम चिकनाई लागू होते हैं।
  3. चीरा साइट जीवाणुरहित और बाँझ शल्य चिकित्सा क्षेत्र को बनाए रखने।
    1. 70% इथेनॉल और betadine की बारी अनुप्रयोगों के साथ खोपड़ी झाड़ू से साफ़ करना। खोपड़ी के केंद्र में आरंभ और तेजी से व्यापक गाढ़ा हलकों बनाने के।
    2. टांगना के साथ पशु कवर और लिपटी पशु से अधिक सर्जरी का आयोजन करेगा। Steri बनाए रखें70% इथेनॉल के साथ बाँझ पर्दे, स्प्रे उपकरण के साथ शल्य सेट अप अस्तर द्वारा Le शल्य चिकित्सा क्षेत्र।
    3. बाँझ सर्जिकल दस्ताने और गाउन पहनने (या संस्था द्वारा आवश्यक)। बाँझ क्षेत्र बनाए रखने में मदद करने के लिए, एक शल्य चिकित्सा सहायक का उपयोग करें।
  4. थोड़ा midline के साथ आंखों, लगभग 2 सेमी के पीछे पशु के सिर पर एक चीरा बनाओ। खोपड़ी अभी भी जवान चूहा पिल्ले में बहुत नरम है के रूप में स्केलपेल सम्मिलित करते समय सावधानी बरतें। चीरा कम bleeds, और तेजी से भर देता है ताकि एक भी कटौती करें।
  5. खोपड़ी बेनकाब। ट्रांसमीटर और खोपड़ी की हड्डियों के बीच बंधन को अधिकतम करने के लिए एक साफ और शुष्क क्षेत्र तैयार करें। खोपड़ी काबू करने के लिए धमनीविस्फार क्लिप का उपयोग करें।
    1. धीरे से चार कोनों पर midline से दूर खोपड़ी खींच। ऐसी खोपड़ी में शीर्षस्थान और लैम्ब्डा के रूप में संरचनात्मक स्थलों के लिए देखो। याद रखें खोपड़ी की हड्डियों इस उम्र में पशुओं में जुड़े हुए नहीं हैं। गड़गड़ाहट छेद के लिए सही स्थान खोजने के लिए stereotaxic निर्देशांक की Paxinos एटलस प्रयोग करें।
    2. एक गड़गड़ाहट-प्रकार ड्रिल बिट के साथ एक Dremel-प्रकार के उपकरण का उपयोग करें। छेद व्यास में बड़ा की तुलना में 300 माइक्रोन होने के साथ यात्रा की रिकॉर्डिंग की स्थिति में दो गड़गड़ाहट छेद बना। खोपड़ी के लैम्ब्डा पीछे सेरिबैलम से अधिक संदर्भ इलेक्ट्रोड के लिए गड़गड़ाहट छेद रखें।
    3. ट्रांसमीटर पर तारों गड़गड़ाहट छेद के साथ गठबंधन कर रहे हैं सुनिश्चित करें। इलेक्ट्रोड तारों से गठबंधन नहीं कर रहे हैं, इलेक्ट्रोड की गोंद संदूषण की संभावना है, और गरीब संकेत में परिणाम होगा। तारों संरेखित करने के लिए, ट्रांसमीटर के फिट की जाँच करें और धीरे गड़गड़ाहट छेद के लिए करना साइटों पर अप लाइन के लिए इलेक्ट्रोड मोड़।
    4. इलेक्ट्रोड सुराग ट्रिम। वांछित लंबाई करने के लिए इलेक्ट्रोड ट्रिम करने के लिए शल्य कैंची का प्रयोग करें। इलेक्ट्रोड गहराई प्रयोग के लिए आवश्यक रिकॉर्डिंग के प्रकार के लिए महत्वपूर्ण है (यानी, ईईजी रिकॉर्डिंग के लिए ड्यूरा से ऊपर इलेक्ट्रोड जगह, या परिभाषित मस्तिष्क संरचना के लिए stereotaxic निर्देशांक का उपयोग करें)।
    5. उदारतापूर्वक ट्रांसमीटर टी के आधार पर cyanoacrylate लागू होते हैंओ इलेक्ट्रोड कोटिंग से बचने के लिए सुनिश्चित करते हुए क्षेत्र को कवर किया। Cyanoacrylate गोंद कोई संकेत में परिणाम होगा गोंद के साथ इलेक्ट्रोड contaminating, एक बिजली इन्सुलेटर है।
      1. गहरी मस्तिष्क संरचना से रिकॉर्डिंग है, प्रवेशनी धारक पर ट्रांसमीटर माउंट और जेड अक्ष पर नियंत्रण के लिए stereotaxic हाथ में जगह है। गहराई उपयुक्त और ट्रांसमीटर के आसपास cyanoacrylate जेल स्थान के लिए stereotaxic हाथ का उपयोग कर ट्रांसमीटर लोअर।
    6. मजबूत चिपकने वाला बंधन सुनिश्चित करने के लिए ट्रांसमीटर रखने से पहले अच्छी तरह से सूखे खोपड़ी। खोपड़ी के लिए cyanoacrylate के साथ लेपित ट्रांसमीटर लागू करें। गड़गड़ाहट छेद इसी के साथ इलेक्ट्रोड संरेखित करने के लिए ध्यान रखना।
      1. हानिकारक प्रमुख संवहनी संरचनाओं से बचने की कोशिश करें। एक मिनट के लिए थोड़ा दबाव के साथ जगह में ट्रांसमीटर पकड़ो। ट्रांसमीटर और खोपड़ी के बीच एक मजबूत बांड फार्म के लिए थोड़ा दबाव का प्रयोग करें।
    7. पूरी तरह से ट्रांसमीटर / खोपड़ी इंटरफ़ेस सील करने के लिए पर्याप्त अतिरिक्त cyanoacrylate, लागू करें। एजी सुनिश्चित करने के लिएOOD फिट और मजबूत बंधन, संपर्क है कि खोपड़ी गोंद की सतह क्षेत्र को अधिकतम। दोनों खोपड़ी और ट्रांसमीटर की दीवार कवर कर रहे हैं सुनिश्चित कर रही है, ट्रांसमीटर चारों ओर एक घेरे में cyanoacrylate चिपकने वाला लागू करें।
    8. प्रत्यारोपित ट्रांसमीटर के आधार पर cyanoacrylate के चारों ओर एक सिरिंज के माध्यम से रासायनिक प्रवेगक (0.1 मिलीलीटर) को लागू करें। आसन्न ऊतकों को लागू करने के लिए नहीं ख्याल रख रही है, संयम से प्रवेगक का प्रयोग करें।
      नोट: cyanoacrylate इलाज के रासायनिक त्वरण ट्रांसमीटर और खोपड़ी के बीच मजबूत बंधन जल्दी से बनाई है कि यह सुनिश्चित करता है। Cyanoacrylate प्रवेगक चिपकने की गति के इलाज के लिए उपयोगी है, लेकिन जरूरी नहीं है।
    9. बाँझ खारा के साथ अच्छी तरह से क्षेत्र धोने से प्रवेगक निकालें। चीरा के क्षेत्र से धोया नहीं तो Cyanoacrylate त्वरक ऊतक जलन पैदा कर सकता है। क्षेत्र धोने के लिए, बाँझ खारा के साथ एक 1.0 मिलीलीटर सिरिंज भरने के लिए और एक सिरिंज सुई के माध्यम से क्षेत्र की सिंचाई। आम तौर पर खारा के 0.5 मिलीलीटर बाहर धोने के लिए पर्याप्त हैत्वरक।
    10. ट्रांसमीटर के आधार पर चारों ओर त्वचा सीवन, लेकिन ट्रांसमीटर कवर नहीं है। ट्रांसमीटर के ऊपर कुशलता से तंत्रिका संकेतों को प्रसारित करने के लिए त्वचा से ऊपर होना चाहिए। त्वचा ट्रांसमीटर और यूनिट के आसपास गोंद चारों ओर यथोचित तंग होना चाहिए। Vicryl या रेशम सीवन (मुलायम धागा) का उपयोग करें; अपरिपक्व पशुओं में त्वचा नरम और मुलायम टांके नहीं किया जाता है तो आसानी से क्षतिग्रस्त है। वयस्क जानवरों के लिए, किसी भी suturing सामग्री का उपयोग करें।
    11. Stereotaxic फ्रेम से पशु निकालें और वसूली के लिए गर्म कंबल पर जगह है।
    12. जानवरों बांध पर लौटने से पहले (37 डिग्री सेल्सियस) गर्म और चल (यानी, पूरी तरह से बरामद) कर रहे हैं सुनिश्चित करें। पशु जानवर की पीठ पर त्वचा (पशु निर्जलित है, तो त्वचा विकृत रहेगा) बन्द रखो द्वारा हाइड्रेटेड है सुनिश्चित करें। पशु निर्जलित है, lactated घंटी बफर के उप त्वचीय इंजेक्शन प्रशासन। इसे बनाए रखने के लिए पर्याप्त होश आ गया है जब तक पहुंच के बाहर जानवर मत छोड़ोsternal अवलंबन।
      1. शल्य चिकित्सा के बाद दर्द प्रबंधन और इंजेक्शन स्थल के आसपास 0.1 मिलीलीटर Bupivacaine की एक उप त्वचीय इंजेक्शन के लिए जानवरों के लिए buprenorphine (0.05 मिलीग्राम / किग्रा) प्रशासन।
        नोट: प्रारंभ इस पूरी प्रक्रिया में इस उम्र (प्रसव के बाद दिन 6) के जानवरों के लिए 5-10 मिनट में पूरा किया जाना चाहिए समाप्त करने के लिए से। सर्जिकल समय बड़े पशुओं के लिए अधिक समय लग सकता है।

    3. देखभाल और आवास

    नोट: कुछ बांधों डिवाइस के साथ प्रत्यारोपित पिल्ले को बर्दाश्त नहीं कर सकता है। बांधों सहिष्णु हैं जो चयन किया जाना पड़ सकता है। बांध ट्रांसमीटर से उन्हें उठा द्वारा पिंजरे के आसपास पिल्ले को स्थानांतरित करने के लिए यह स्वीकार्य है।

    1. पशुओं के दूध छुड़ाने हो जाने के बाद, उनके पिंजरे दोस्त से उपकरणों को हटाने के बचने के लिए उन्हें अकेले घर में।
    2. संकट के लक्षण मौजूद हैं, जब (एक बेल जार में) घातक pentobarbital की खुराक (25 मिलीग्राम / किग्रा) या isoflurane के द्वारा जानवरों euthanize।
    3. तार आवेषण के साथ कुछ पशु आवास पिंजरों नोट कर सकते इंटरप्रत्यारोपित ट्रांसमीटरों के साथ fere। जानवरों के तार डालने के 'सलाखों' के बीच फंस गए ट्रांसमीटर नहीं मिल सकता है कि सुनिश्चित करने के लिए तार डालने की ऊंचाई की जाँच करने के लिए सुनिश्चित करें। मदद के लिए अपने पशु चिकित्सक से परामर्श करें।

    4. रिकॉर्डिंग ईईजी

    1. या खुद के द्वारा एक पिंजरे में पशु रखें littermates और बांध के साथ सह-रखे। हालांकि, जगह केवल एक ही एक ही पिंजरे में पशु प्रत्यारोपित किया। अधिक से अधिक 2 घंटे के लिए रिकॉर्डिंग कक्ष में अकेले पिल्ले मत छोड़ो। संकट और निर्जलीकरण के लक्षण के लिए जानवरों की निगरानी करें।
    2. रिसीवर आधार करने के लिए प्रदान की बिजली की आपूर्ति कनेक्ट और बिजली की रोशनी प्रबुद्ध है सत्यापित करें। (संगीन नील-Concelman) BNC केबल का उपयोग करते हुए एक डाटा अधिग्रहण प्रणाली के लिए रिसीवर आधार कनेक्ट करें।
    3. रिसीवर आधार (चित्रा 2) के शीर्ष पर जानवर पिंजरे रखें। "संकेत" प्रकाश एक ट्रांसमीटर पाया गया है का संकेत रोशन करना चाहिए। डाटा अब दर्ज किया जा सकता है।
    4. टीओ डेटा रिकॉर्ड, एक एनालॉग से डिजिटल कनवर्टर करने के लिए रिसीवर आधार कनेक्ट करने और एक कंप्यूटर (चित्रा 1) के लिए कनवर्टर कनेक्ट।
    5. रिकॉर्डिंग के नमूने दर निर्धारित करें। डाटा सुनिश्चित ठीक से जांचा जाता है। रिकॉर्डिंग के लिए कम से कम 250 हर्ट्ज नमूना दर (अनुशंसित 500 हर्ट्ज) का चयन करें (ट्रांसमीटर के बैंडविड्थ .1-100 हर्ट्ज है)।
    6. डिजीटल डेटा को बचाने और इस तरह के मैटलैब के रूप में सिग्नल प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर संकुल का उपयोग का विश्लेषण।

    5. ईईजी विश्लेषण - जनरल

    1. 0-100 हर्ट्ज से आवृत्ति डोमेन के लिए अस्थायी ईईजी डेटा को बदलने के लिए FFTs (फास्ट फूरियर रूपांतरण) प्रदर्शन करते हैं।
    2. 10 एक्स द्वारा वेल्च विधि और सामान्यीकृत के आधार पर 256 Hann-खिड़की क्षेत्रों का उपयोग कर FFT से बिजली वर्णक्रमीय घनत्व (PSDs) के एक अनुमान 10 (PSD) लॉग इन करें निष्पादित करें। पावर स्पेक्ट्रा वांछित समय अवधि में ईईजी संकेत हावी है कि विशिष्ट आवृत्तियों दिखा।
    3. प्रत्येक जानवर से PSD के माध्य लेने के द्वारा जानवरों के पार समूह डेटासमय-मिलान उपचार पर। एन पशुओं की संख्या (PSD के निशान) है, जहां 1.96 एक्स मतलब (PSD) / वर्गमूल (एन) द्वारा 95% विश्वास अंतराल बनाएँ। इस तरह के नियंत्रण समूहों बनाम इलाज किया समूहों की तुलना के रूप में पशुओं के साथियों को भर में ईईजी की पूरी आवृत्ति सामग्री का एक मात्रात्मक रिपोर्ट उत्पन्न करने के लिए डेटा का मतलब है और 95% विश्वास अंतराल प्लॉट।

    6. प्रसवकालीन Hypoxia-ischemia (एचआई) मॉडल प्रोटोकॉल

    1. पी 6 चतनाशून्य - 7 चूहे पिल्ला (संज्ञाहरण vaporizer से इनपुट के साथ बॉक्स) एक संज्ञाहरण बॉक्स में पशु रखकर isoflurane संज्ञाहरण (100% ओ 2 के साथ 4%) का उपयोग करते हुए। दीक्षा पर और सर्जरी के दौरान पैर के अंगूठे चुटकी हर 15 मिनट पलटा जाँच करें। प्रतिक्रिया की कमी संज्ञाहरण के पर्याप्त स्तर इंगित करता है।
    2. अपने पीठ पर पिल्ला जगह 70% इथेनॉल और 10% betadine की बारी अनुप्रयोगों के साथ गर्दन और हाथ धोने का पर्दाफाश। इथेनॉल / betadine रगडें 3 बार दोहराएं।
    3. एस के साथ गर्दन की त्वचा में एक 1 सेमी चीरागर्दन के midline पर cissors। संदंश के साथ त्वचा लिफ्ट और कैंची से काट कर। चीरा जब मांसपेशियों के ऊतकों में कटौती नहीं करने ख्याल रखना।
    4. कैरोटिड धमनी बेनकाब करने के लिए कुंद विच्छेदन तकनीक का प्रयोग करें। ब्लंट विच्छेदन प्रदर्शन कुंद नाक संदंश के दो जोड़े का उपयोग करें। ऊतक में सुझावों डालें और शल्य चिकित्सा उपकरण के वसंत कार्रवाई के ऊतकों में फैल करते हैं। कैरोटिड धमनी सामने आ रहा है जब तक दोहराएँ। एक चमकदार लाल रंग और दृश्य नाड़ी की मौजूदगी से कैरोटिड धमनी को पहचानें।
    5. कुंद संदंश का उपयोग वेगस तंत्रिका से अलग मन्या धमनी। धमनी और तंत्रिका के बीच कुंद इत्तला दे दी संदंश डालें। संदंश को छोड़ दें और उपकरण के वसंत कार्रवाई वेगस तंत्रिका से मन्या अलग न करे।
    6. प्लेस धमनीविस्फार मन्या धमनी पर अलग 4-5 मिमी clamps। तेजी से आंदोलनों से बचने के द्वारा clamps के साथ धमनी को नुकसान नहीं करने के लिए ध्यान रखना।
    7. धमनीविस्फार clamps के बीच मन्या धमनी दाग़ना। धमनी दाग़ना करने के लिएएक गर्म cauterizer टिप के साथ clamps के बीच धमनी को छूने। धमनी में कटौती करने के बाद, दोनों सिरों को ठीक से नकसीर से बचने के लिए cauterized सुनिश्चित कर रहे हैं।
    8. Clamps, निकालें 3 टांके के साथ गर्दन चीरा बंद करें। केवल मांसपेशियों के ऊतकों सीवन के लिए नहीं ख्याल रखना, त्वचा सीवन।
    9. पशु 1 घंटे के लिए ठीक करने के लिए अनुमति दें। पशु की साँस लेने की निगरानी करें और गर्दन से खून बह रहा है। खून बह रहा है मौजूद है, तो हाय (कदम 6.10) करने के लिए पशु का विषय नहीं है।
    10. 37 डिग्री सेल्सियस तापमान नियंत्रित कक्ष में पशु प्लेस और लगातार 2 घंटे के लिए चेंबर में 8% 2 हे / 92% 2 एन मिश्रण परिचय।

Representative Results

हम विकसित किया है और चित्रा 1 में schematized एक भी वयस्क कृंतक से ईईजी रिकॉर्डिंग की अवधारणा को लागू किया IACUC अनुमोदन प्रक्रिया के लिए, डिजाइन अच्छी तरह से संस्थागत पशु सुविधाओं के मौजूदा में एकीकृत करना चाहिए। इसलिए, सिस्टम को आसानी से अतिरिक्त अंतरिक्ष के उपयोग के बिना एक मानक जानवरों की सुविधा में स्थापित होने के लिए डिजाइन किया गया था: पशु को कम करने के लिए एक एकीकृत फैराडे पिंजरे के साथ एक रिसीवर के अंदर रख दिया गया है कि एक नियमित रूप से "जानवरों की सुविधा मुद्दा" आवास पिंजरे में रखे है बिजली के शोर। प्रत्येक रिसीवर आधार से संकेत एक कंप्यूटर (चित्रा 1) से जुड़ा हुआ है कि एक digitizer के लिए तारों के द्वारा आयोजित किया जाता है। किसी एक कंप्यूटर उपयोगकर्ता के डाटा अधिग्रहण प्रणाली की क्षमता पर निर्भर करता है, समवर्ती दर्ज की अप करने के लिए 32 जानवरों से डेटा एकत्र करने के लिए की जरूरत है। स्थापना के इस प्रकार कम बिजली की खपत और कम गर्मी, जलवायु नियंत्रित जानवरों की सुविधाओं के साथ संगत एक फीचर पैदा करता है। डाटा किया जा सकता हैबाहरी हार्ड ड्राइव पर, मॉनीटर पर वास्तविक समय में प्रदर्शित प्रयोगात्मक निगरानी की अनुमति देता है, और संग्रहीत लंबी अवधि (10 टीबी भंडारण इकाई)।

बांध से कूड़े के साथियों और पिल्ला cannibalization से नुकसान को कम करने के लिए, हम विभिन्न ट्रांसमीटर फार्म कारकों का परीक्षण किया। अंतिम डिजाइन एक गुंबददार सिलेंडर था; चूहों के काटने और नुकसान के लिए मुश्किल एक आकार। एक वयस्क चूहे की खोपड़ी पर एक व्यक्ति ट्रांसमीटर 2A चित्रा में दिखाया गया है और उच्च घनत्व (32 जानवर) रिसीवर कुर्सियां ​​और मानक कृंतक आवास में रखा गया है, जिसमें रिकॉर्डिंग रिसाव का एक प्रारंभिक संस्करण चित्रा 2B में दिखाया गया है। बिजली क्षमता एक अत्यंत महत्वपूर्ण विचार था; हम एक डेटा संचरण प्रोटोकॉल के रूप में capacitive युग्मन चुना है। निम्नलिखित डिजाइन बैटरी की क्षमता (2A चित्रा) के आधार पर 6 महीने के लिए निरंतर ईईजी रिकॉर्डिंग के लिए अनुमति देता है। प्रसव के बाद 12 दिन (P12, चित्रा 3) के रूप में युवा के रूप में चूहे और पी 6 के रूप में के रूप में युवा चूहों (Figurई -3 बी) काफी अच्छी तरह से ट्रांसमीटर सहन। ईईजी डेटा के सतत अधिग्रहण को बनाए रखते हुए cyanoacrylate साथ खोपड़ी के लिए ट्रांसमीटर पालन करने, पशुओं वयस्कता (चित्रा -3 सी) में ट्रांसमीटर के साथ विकसित करने के लिए सक्षम बनाता है।

ट्रांसमीटर और वायरलेस इंटरफ़ेस की अनूठी छोटी फार्म का कारक नव और प्रसवकालीन शर्तों के पशु मॉडलों के साथ काम करने के लिए उधार देता है। चित्रा 4 में डेटा एक P7 Sprague-Dawley में hypoxic इस्कीमिक (एचआई) रोधगलितांश (8% 2 हे मिश्रण के साथ हाइपोक्सिया के 2 बजे तक पीछा किया मन्या धमनी बंधाव) इस प्रकार है कि उप-तीव्र जब्ती गतिविधि के ईईजी रिकॉर्डिंग के दो चैनलों से पता चलता है चूहे पिल्ला 13। हाय उपचार ligated मन्या के लिए गोलार्द्ध ipsilateral में एक बड़े घाव का कारण बनता है। इधर, रिकॉर्डिंग घायल मस्तिष्क के दोनों गोलार्द्धों से अधिक सामान्यीकृत दो बरामदगी के एक समूह को दिखाते हैं। काला का पता लगाने के घाव को गोलार्द्ध प्रतिपक्षी में ईईजी गतिविधि को दर्शाया गया है,नीले ट्रेस (घाव के क्षेत्र में यानी) ipsilateral गोलार्द्धों में ईईजी से पता चलता है। जब्ती गतिविधि मस्तिष्क के दोनों गोलार्द्धों में मौजूद है, वहीं ispilateral गोलार्द्ध चल रहे मस्तिष्क क्षति 21 का संकेत है जो ईईजी पृष्ठभूमि दमन को दिखाती है।

स्थिति एपीलेप्टीकस organophosphate, डीएफपी 22,23 के साथ पशुओं को इंजेक्शन लगाने के द्वारा वयस्क चूहों में प्रेरित किया जा सकता है। स्थिति एपीलेप्टीकस का संकेत कर रहे हैं, जो चित्रा 5 शो दोहराए ईईजी निर्वहन में डेटा, (अस्थायी विस्तार चित्रा 5A देखते हैं, बी)। नमूना निशान के नीचे, 12 घंटे से अधिक का स्थिति एपीलेप्टीकस के समय के पाठ्यक्रम में समय के साथ दौरे की तीव्रता quantifies कि एक गैर रेखीय मिश्रित प्रभाव मॉडल के साथ विश्लेषण किया गया है। स्थिति एपीलेप्टीकस की गंभीरता गामा बैंड (20-60 हर्ट्ज) में ईईजी शक्ति से परिभाषित किया गया है। इधर, ऊपर वर्णित बिजली 12 पशुओं को भर में औसत और 95% विश्वास अंतराल के साथ 12 घंटे से अधिक की साजिश रची गई थी। गु ई डेटा जानवरों लगातार निगरानी की गई, जिसके दौरान 12 घंटा से अधिक बनी रहती है जो डीएफपी उपचार, के पहले घंटे के भीतर गामा शक्ति में उल्लेखनीय वृद्धि को दर्शाता है। विश्लेषण के निम्न विधि तीव्र स्थिति एपीलेप्टीकस की गंभीरता का एक मात्रात्मक उपाय के लिए अनुमति देता है, एक घटना पहले से व्यवहार के उपायों के साथ मुख्य रूप से विश्लेषण किया। यह क्लासिक ईईजी बैंड में बिजली की गणना के इस्तेमाल करता है और बड़े पैमाने पर हमारी प्रयोगशाला 24-26 में निरोधी दवाओं की प्रभावकारिता के परीक्षण के लिए पूर्व नैदानिक ​​अध्ययन में इस्तेमाल किया गया है, क्योंकि हम एक उदाहरण के रूप में इस विश्लेषण तकनीक शामिल हैं। संभवत: वायरलेस टेलीमेटरी के साथ सतत, निरंतर वायरलेस रिकॉर्डिंग बनाने का सबसे महत्वपूर्ण पहलू है कम भार के साथ होते हैं कि असामान्य सहज घटनाओं रिकॉर्ड करने की क्षमता है। डेटा के इन प्रकार के वायरलेस ट्रांसमीटर प्रणाली की व्यापक उपयोगिता प्रदर्शित करता है।

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चित्रा 1:। युग रिकॉर्डिंग प्रणाली के योजनाबद्ध वायरलेस रिकॉर्डिंग प्रणाली के दो घटक होते हैं: 1) biosignal amplifies, और 2) एक रिसीवर थाली मानक कृंतक आवास के नीचे रखा है कि एक वायरलेस खोपड़ी घुड़सवार ट्रांसमीटर। रिसीवर के आधार के उत्पादन में 4 वी चोटी चोटी की एक अधिकतम करने के लिए प्रवर्धित demodulated biosignal से मिलकर एक अनुरूप संकेत है। यह संकेत तो रिकॉर्डिंग के लिए एक डाटा अधिग्रहण प्रणाली में खिलाया जा सकता है।

चित्र 2
चित्रा 2:। ट्रांसमीटर और रिसीवर यह विशेष रूप से वायरलेस ट्रांसमीटर (ए) के 4 जी और विस्थापित <3 आसानी से चूहों और चूहों की खोपड़ी के लिए मुहिम शुरू की है मात्रा की और 7 x 12 मिमी के निशान के साथ 1.4 सेमी वजन का होता है। बैटरी नाली है, जिसके बाद ट्रांसमीटर अप करने के लिए 6 महीने के लिए biopotentials के 2 चैनल बढ़ाना कर सकते हैंएड। बड़ी बैटरी अब रिकॉर्डिंग समय के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। पशु युग रिसीवर (बी) के शीर्ष पर मानक कृंतक caging में रखा जाता है। दो अलग-अलग रिकॉर्डिंग रिसाव एक साथ रिकॉर्डिंग रिसाव से प्रत्येक के अपेक्षाकृत छोटे पदचिह्न (2 'एक्स 4', सीए 60 सेमी x 120 सेमी) का प्रदर्शन 16 जानवरों से रिकॉर्डिंग की प्रत्येक सक्षम का एक प्रारंभिक उदाहरण सही में दिखाया गया है।

चित्र तीन
चित्रा 3:। चूहों और चूहों में वायरलेस ट्रांसमीटर दाखिल ट्रांसमीटर प्रसव के बाद 12 दिन (P12, ऊपर) के रूप में के रूप में युवा चूहों में अप करने के लिए 6 महीने के लिए निरंतर ईईजी रिकॉर्डिंग में सक्षम बनाता है। मध्य तस्वीर लघु ट्रांसमीटर के साथ प्रत्यारोपित एक P7 चूहे पिल्ला की है। पशु के रूप में परिपक्व ट्रांसमीटर मजबूती से खोपड़ी के लिए संलग्न रहता है। तल पर पशु P280 है और उम्र P7 पर एक दिखावा ट्रांसमीटर के साथ प्रत्यारोपित किया गया था। प्रणाली simulta सक्षम बनाता हैकई जानवरों से neous और निरंतर ईईजी रिकॉर्डिंग पूर्व नैदानिक, लंबी अवधि, ईईजी निगरानी के अध्ययन के लिए आवश्यक litters की संख्या को कम करने, प्रातः माध्यम से P7 आयु वर्ग के।

चित्रा 4
चित्रा 4: टेलीमेटरी प्रणाली के साथ हाइपोक्सिया-ischemia के प्रेरित बरामदगी रिकॉर्डिंग दोहरे चैनल 8% 2 हे उपचार (हाइपोक्सिया) के दौरान मन्या बंधाव (ischemia) के बाद एक P7 चूहे पिल्ला में वायरलेस टेलीमेटरी साथ असामान्य ईईजी की दोहरी चैनल रिकॉर्डिंग।। (ए) और (बी), waveforms के विचारों का विस्तार किया। जब्ती गतिविधि इस्कीमिक रोधगलितांश (नीला) के साथ गोलार्द्ध में मौजूद पर्याप्त ईईजी दमन के साथ दोनों गोलार्द्धों (काला, नीला) में मौजूद है।

चित्रा 5
चित्रा 5: स्थिति epilepti रिकॉर्डिंगजवाब में लघु वायरलेस टेलीमेटरी प्रणाली के साथ ग्राहकों वयस्क चूहों में। भूतल ईईजी रिकॉर्डिंग (यानी, dural) एक वयस्क चूहे में (डीएफपी) उपचार diisopropylfluorophosphate करने के लिए। शीर्ष ट्रेस (ए और बी) में छायांकित अवधि के नीचे निशान में waveforms के विचारों का विस्तार कर रहे हैं। वायरलेस ट्रांसमीटर के साथ दर्ज आंकड़ों तो जानवरों की एक पलटन में सांख्यिकीय तुलना की इजाजत दी आवृत्ति डोमेन में विश्लेषण किया जा सकता है। (सी) डाटा डीएफपी के प्रशासन के बाद 12 घंटा से अधिक डीएफपी प्रेरित स्थिति एपीलेप्टीकस (एन = 12) निम्न गामा बैंड शक्ति (20-60 हर्ट्ज) के औसत और 95% विश्वास अंतराल हैं।

चित्रा 6
चित्रा 6:। संवहनी गुफाओंवाला विकृतियों के एक ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में ईईजी में बरामदगी और परिवर्तन की रिकॉर्डिंग यहाँ, हम एक ट्रांसजेनिक माउस से रिकॉर्ड (ए) वेंपर जब्ती गतिविधि के दौर से गुजर रहा है। सबसे पहले, सामान्य ईईजी पैटर्न मौजूद है (1); तुरंत जब्ती से पहले पांच बरामदगी (3) के एक समूह द्वारा पीछा किया जाता है, जो पूर्व ictal अवसाद (2), की अवधि है। बरामदगी के बाद, असामान्य ictal निर्वहन संकेत (4) में मौजूद हैं। नियंत्रण पशु कोई बरामदगी और कोई असामान्य ईईजी सुविधाओं (बी) है।

Discussion

यह बीमारी के छोटे पशु मॉडल में लंबी अवधि के electrographic रिकॉर्डिंग करने के लिए बहुत महंगा हो सकता है। साधारण बिजली के सर्किट पर निर्भर है और कम बिजली की खपत पर बल देते हुए, हम लंबे समय तक निगरानी प्रयोगों की लागत कम कर देता है कि एक ट्रांसमीटर प्रणाली (आंकड़े 1 और 2) बनाने के लिए सक्षम किया गया है। एक 6 महीने की निगरानी के प्रयोग की कुल लागत $ 470 जितनी कम हो, के साथ साथ पशु (~ प्रतिदिन $ 1.5 पशु, $ 200 ट्रांसमीटर) की लागत सकता है। ट्रांसमीटर के छोटे आकार के छोटे-जानवर में निरंतर निर्बाध electrographic रिकॉर्डिंग, सीमित या रेडियो आवृत्ति आधारित वायरलेस रिकॉर्डिंग सिस्टम (चित्रा 4) के साथ प्राप्त करने के लिए बहुत मुश्किल हो जाता है जो मानव रोग के पूर्व नैदानिक ​​मॉडल, परमिट। अंत में, ट्रांसमीटर की खोपड़ी पर चढ़कर प्रकृति अन्यथा एक प्रयोग समझौता कर सकते हैं कि जानवर पर सर्जरी के समय और तनाव कम कर देता है। यहाँ, हम तीन अन्तर से सबूत की सिद्धांत प्रयोगों दिखानेबरामदगी के erent प्रयोगात्मक मॉडल: प्रसवकालीन हाइपोक्सिया-ischemia के 13, 27, एक चूहे पिल्ला में 28 (चित्रा 4), डीएफपी प्रेरित स्थिति एपीलेप्टीकस (चित्रा 5) और गुफा सा संवहनी विकृतियों के एक आनुवंशिक रूप से प्रेरित मॉडल में बरामदगी (चित्रा 6)।

संभवत: artifact मुक्त, लंबी अवधि के electrographic रिकॉर्डिंग प्राप्त करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण पहलू ब्याज के cortical क्षेत्र (चित्रा 4-6) को बेहिचक इलेक्ट्रोड का उपयोग कर पुष्टि है। यह आम संदर्भ / जमीन इलेक्ट्रोड भी शामिल है। विशेष रूप से महत्वपूर्ण एपीड्यूरल ईईजी अनुप्रयोगों के लिए खोपड़ी के लिए ट्रांसमीटर संलग्न है। इस प्रक्रिया के दौरान, यह इलेक्ट्रोड का बहुत ही कम लंबाई को देखते हुए cyanoacrylate साथ इलेक्ट्रोड की नोक अनजाने कोट करने के लिए संभव है। Cyanoacrylate में इलेक्ट्रोड कोटिंग ईईजी संकेतों attenuate या पूरी तरह से बदतर स्थिति में उन्हें अलग कर सकते हैं। अच्छा विद्युत कनेक्शन बी की इसी तरह, कमीetween आम संदर्भ / जमीन और एक विद्युत "शोर" संकेत उत्पादन में जिसके परिणामस्वरूप, ट्रांसमीटर में अंतर एम्पलीफायर के सही संचालन को रोकने जाएगा जानवर के मस्तिष्क। अक्सर, सर्जरी के बाद, अच्छी गुणवत्ता वाले संकेतों खोपड़ी में गड़गड़ाहट छेद के आसपास के कारण शोफ अप करने के लिए 48 घंटे के लिए समझौता किया जा सकता है। शोफ उतरे रूप में, संकेतों आम तौर पर सुधार होगा। इस गड़गड़ाहट छेद बनाने के बिना खोपड़ी की सतह पर इलेक्ट्रोड रखकर बचा जा सकता है। इस प्रक्रिया के परिणाम, cyanoacrylate साथ कोट करने के लिए इलेक्ट्रोड संभावित वृद्धि की उच्च आवृत्ति गतिविधि कम होने के कारण खोपड़ी की हड्डी के कम पास विद्युत विशेषताओं के लिए, और संभावित विद्युत संकेतों में आम संदर्भ / जमीन प्रतिपादन शोर अलग करने के लिए कर रहे हैं। इलेक्ट्रोड का अभ्यास सही स्थान माउस या चूहा खोपड़ी की मोटाई mimics कि लकड़ी या लिबास के एक पतले टुकड़े के साथ किया जा सकता है। इस पांडुलिपि में प्रस्तुत परिणामों योग्यता के उदाहरण देकर स्पष्ट करनावायरलेस टेलीमेटरी प्रौद्योगिकी का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है कि रिकॉर्डिंग के रूप में lity।

इस के साथ साथ वर्णित विधि का उपयोग कर सर्जिकल आरोपण सर्जरी की जटिलता पर निर्भर करता है, के रूप में छोटा रूप में 10 मिनट लग सकते हैं। इस तरह के हिप्पोकैम्पस के सीए 1 क्षेत्र के रूप में गहरी मस्तिष्क संरचना, के लिए शल्य चिकित्सा की पहुँच के लिए, यह एक stereotaxic फ्रेम करने के लिए मुहिम शुरू की एक micromanipulator के लिए ट्रांसमीटर संलग्न करने के लिए सबसे अच्छा है। micromanipulator माउस 29 और चूहा 30 दिमाग का एटलस में प्रकाशित stereotaxic निर्देशांक के अनुसार ट्रांसमीटर समाविष्ट करने के लिए सटीकता के साथ सर्जन प्रदान करेगा। यह बस cyanoacrylate साथ ट्रांसमीटर के लिए चमड़े के नीचे सुई ट्यूबिंग का एक टुकड़ा tacking और फिर micromanipulator में चमड़े के नीचे सुई बढ़ते द्वारा किया जा सकता है। पूर्व त्वचा को बंद कर दिया suturing के लिए खोपड़ी के लिए ट्रांसमीटर बढ़ते जब एक्स, वाई, जेड और निर्देशांक की micromanipulator नियंत्रण अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करेगा। पीई के आसपास हड्डी शिकंजा के अलावाट्रांसमीटर की rimeter वे आवश्यक नहीं कर रहे हैं, हालांकि, खोपड़ी के लिए ट्रांसमीटर लंगर कर सकते हैं। अस्थि शिकंजा ऐसे लिथियम pilocarpine इलाज वयस्क चूहे के रूप में बरामदगी और मिरगी के कुछ पशु मॉडल में, हालांकि, प्रभावी हो सकता है। इन जानवरों को जब्ती के दौरान ट्रांसमीटर को नुकसान हो सकता है कि तीव्र मोटर गतिविधि के साथ सहज ऐंठन बरामदगी हो जाते हैं। अतिरिक्त जटिलता इन प्रयोगों के लिए जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, ट्रांसमीटर ऐसे नियंत्रित कॉर्टिकल प्रभाव 31 के रूप में घाव मस्तिष्क की चोट के कई अलग अलग मॉडल के साथ संगत है। ट्रांसमीटर डिवाइस के स्थायित्व जानवरों की सुविधा में उन्हें आवास तो P7 पर ट्रांसमीटरों के साथ जानवरों दाखिल, और द्वारा परीक्षण किया गया था। 12 महीनों के बाद, प्रत्यारोपण के सबसे खोपड़ी पर बरकरार रह गए। जानवरों euthanized थे, खोपड़ी सामान्य हो दर्शन और ट्रांसमीटर इसे निकालने के लिए महत्वपूर्ण बल की आवश्यकता होती है, खोपड़ी की हड्डी में एम्बेडेड था। जब गहरी मस्तिष्क संरचना ख्याल रखनाअध्ययन कर रहे हैं; मस्तिष्क बढ़ता है, और इलेक्ट्रोड स्थिर बने हुए हैं, के रूप में इलेक्ट्रोड की अंतिम स्थिति को बदलने की उम्मीद होगी। यहाँ वर्णित तकनीकों के लिए, इलेक्ट्रोड आम तौर पर उनके मूल पदों पर बने रहने के लिए इलेक्ट्रोड मस्तिष्क और खोपड़ी दोनों विकसित करने के लिए अनुमति दी है जो ड्यूरा, ऊपर और के लिए तैनात किया गया था। ट्रांसमीटर का उपयोग किया जा सकता है कि कैसे लंबे समय में सीमित कारक बैटरी का आकार क्या है (यानी बैटरी बाहर चलाता है जब तक)।

ट्रांसमीटर के आवास की (ट्रांसमीटर कठिन epoxy में एम्बेडेड है यानी) एक आत्म निहित अखंड डिजाइन बांध और उनके littermates के साथ रखे अपरिपक्व पिल्ले के साथ उपयोग करने के लिए उधार देता है। अक्सर, सह-आवास बांध द्वारा प्रत्यारोपित हार्डवेयर या पिल्ले की cannibalization के विनाश में वायर्ड tethers परिणामों के साथ जानवरों प्रत्यारोपित किया। ट्रांसमीटर की चिकनी दीवारों आकार वास्तव में कोई हार्डवेयर विफलता या cannibalization की वजह से पिल्ले की हानि के साथ आरोपण के लिए अनुमति देता है।

Disclosures

डीआरएस। Lehmkuhle और Dudek Epitel, इंक, युग वायरलेस biopotential रिकॉर्डिंग प्रणाली के डिजाइनरों में एक वित्तीय हित है।

Acknowledgments

इस काम के मस्तिष्क संबंधी विकार के राष्ट्रीय संस्थान और स्ट्रोक R43 / R44 NS064661 के माध्यम से वित्त पोषित किया गया।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Sterile Surgical Gloves Protective Industrial Products 100-3201 PF Powder Free Sterile Latex Surgical Glove
Scalpel Handle FST 10003-12
Scalpel Blade #15 FST 10015-00
Fine Scissors FST 14090-09
Burr tool Ram Products, Inc. Microtorque II
Fine burr FST 19007-07
Aneurism clip ROBOZ RS-5422
Toothed Forceps FST 11022-14
Cotton-Tipped applicators McKesson 24-103
Needle Driver WPI 521725 Olsen-Hegar Needle Holder
Cyanoacrylate gel Henkel Loctite 4541
Cyanoacrylate accelerant Henkel Loctite 7452
Suture Ethicon Vicryl RB-1 J304
Elecrocautery disposable Bovie AA01 Fine Tip
Surgical Tray FST 20311-21
Epitel Receiver Base Epitel Inc N/A
Epitel wireless transmitter Epitel Inc N/A
Biopac digitizer Biopac MP-150
PC-compatible computer

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References

  1. Boylan, G. B., Stevenson, N. J., Vanhatalo, S. Monitoring neonatal seizures. Semin. Fetal Neonatal Med. 18 (4), 208-208 (2013).
  2. Panzica, F., Varotto, G., Rotondi, F., Spreafico, R., Franceschetti, S. Identification of the Epileptogenic Zone from Stereo-EEG Signals: A Connectivity-Graph Theory Approach. Front Neurol. 6 (4), 175 (2013).
  3. Arciniegas, D. B. Clinical electrophysiologic assessments and mild traumatic brain injury: state-of-the-science and implications for clinical practice. Int J Psychophysiol. 82 (1), 41-52 (2011).
  4. Mizrahi, E. M., Kellaway, P. Cerebral concussion in children: assessment of injury by electroencephalography. Pediatrics. 73 (4), 419-425 (1984).
  5. Pisarenco, I., Caporro, M., Prosperetti, C., Manconi, M. High-density electroencephalography as an innovative tool to explore sleep physiology and sleep related disorders. Int J Psychophysiol. S0167-8760 (14), 3-8 (2014).
  6. Konadhode, R. R., et al. Stimulation of MCH neurons increases sleep. J. Neurosci. 33 (25), 10257-10263 (2013).
  7. Bertram, E. H., Williamson, J. M., Cornett, J. F., Spradlin, S., Chen, Z. F. Design and construction of a long-term continuous video-EEG monitoring unit for simultaneous recording of multiple small animals. Brain Res. Protoc. 1-2 (1), 85-97 (1997).
  8. Stables, J. P., et al. Therapy discovery for pharmacoresistant epilepsy and for disease-modifying therapeutics: Summary of the NIH/NINDS/AES Models II Workshop. Epilepsia. 44 (12), 1472-1478 (2003).
  9. White, A. M., et al. Efficient unsupervised algorithms for the detection of seizures in continuous EEG recordings from rats after brain injury. J. Neurosci. Methods. 152 (1-2), 255-266 (2006).
  10. Bertram, E. H., Cornett, J. F. The ontogeny of seizures in a rat model of limbic epilepsy: evidence for a kindling process in the development of chronic spontaneous seizures. Brain Res. 625 (2), 295-300 (1993).
  11. Bertram, E. H., Cornett, J. F. The evolution of a rat model of chronic spontaneous limbic seizures. Brain Res. 661 (1-2), 157-162 (1994).
  12. Williams, P. A., et al. Development of spontaneous recurrent seizures after kainate-induced status epilepticus. J. Neurosci. 29 (7), 2103-2112 (2009).
  13. Kadam, S. D., White, A. M., Staley, K. J., Dudek, F. E. Continuous electroencephalographic monitoring with radio-telemetry in a rat model of perinatal hypoxia-ischemia reveals progressive post-stroke epilepsy. J. Neurosci. 30 (1), 404-415 (2010).
  14. Galanopoulou, A. S. Basic mechanisms of catastrophic epilepsy -- overview from animal models. Brain Dev. 35 (8), 748-756 (2013).
  15. Lerche, H., et al. Ion channels in genetic and acquired forms of epilepsy. J Physiol. 591 (Pt 4), 753-764 (2013).
  16. Rossignol, E., et al. WONOEP appraisal: new genetic approaches to study epilepsy). Epilepsia. 55 (8), 1170-1186 (2014).
  17. Westmark, C. J., et al. Reversal of fragile X phenotypes by manipulation of AβPP/Aβ levels in Fmr1KO mice. PLoS One. 6 (10), e26549 (2011).
  18. Sukhotinsky, I., et al. Optogenetic delay of status epilepticus onset in an in vivo rodent epilepsy model. PLoS One. 8 (4), e62013 (2013).
  19. Krook-Magnuson, E., Armstrong, C., Oijala, M., Soltesz, I. On-demand optogenetic control of spontaneous seizures in temporal lobe epilepsy. Nat Commun. 4, 1376 (2013).
  20. Paz, J. T., et al. Closed-loop optogenetic control of thalamus as a tool for interrupting seizures after cortical injury. Nat Neurosci. 16 (1), 64-70 (2013).
  21. Monod, N., Pajot, N., Guidasci, S. The neonatal EEG: statistical studies and prognostic value in full-term and pre-term babies. Electroecephalogr Clin Neurophysiol. 32 (5), 529-544 (1972).
  22. Deshpande, L. S., Carter, D. S., Blair, R. E., DeLorenzo, R. J. Development of a Prolonged Calcium Plateau in Hippocampal Neurons in Rats surviving Status Epilepticus Induced by the Organophosphate Diisopropylfluorophosphate. Toxicol Sci. 116 (2), 623-631 (2010).
  23. Todorovic, M. S., Cowan, M. L., Balint, C. A., Sun, C., Kapur, J. Characterization of status epilepticus induced by two organophosphates in rats. Epilpsy Res. 101 (3), 268-276 (2012).
  24. Lehmkuhle, M. J., et al. A simple quantitative method for analyzing electrographic status epilepticus in rats. J. Neurophysiol. 101 (3), 1660-1670 (2009).
  25. Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Fisher, J. H., Ekstrand, J. J., Dudek, F. E. Recording EEG in immature rats with a novel miniature telemetry system. J. Neurophysiol. 109 (3), 900-911 (2013).
  26. Pouliot, W., et al. A comparative electrographic analysis of the effect of sec-butyl-propylacetamide on pharmacoresistant status epilepticus. Neuroscience. 12 (231), 145-156 (2012).
  27. Levine, S. Anoxic-ischemic encephalopathy in rats. Am J Pathol. 36, 1-17 (1960).
  28. Vannucci, R. C., Vaccucci, S. J. A model of perinatal hypoxic-ischemic brain damage. Ann N Y Acad Sci. 835, 234-249 (1997).
  29. Paxinos, G., Franklin, K. The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , 4th Ed, Academic Press. Waltham, MA. (2012).
  30. Paxinos, G., Watson, C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , 7th Ed, Academic Press. Waltham, MA. (2013).
  31. Bolkvadze, T., Pitkanen, A. Development of post-traumatic epilepsy after controlled cortical impact and lateral fluid-percussion-induced brain injury in the mouse. J. Neurotrauma. 29 (5), 789-812 (2012).

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तंत्रिका विज्ञान अंक 101 मिर्गी दौरे पूर्व नैदानिक ​​वायरलेस चूहा माउस hypoxia ischemia नवजात शिशु
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Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Dudek, F. E. Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System. J. Vis. Exp. (101), e52554, doi:10.3791/52554 (2015).

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