Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

على المدى الطويل رصد EEG المستمر في القوارض الصغيرة نماذج من الأمراض البشرية عن طريق نظام عصر الارسال اللاسلكي

doi: 10.3791/52554 Published: July 21, 2015

Abstract

العديد من الأمراض العصبية التقدمية في البشر، مثل الصرع، تتطلب النماذج الحيوانية ما قبل السريرية التي تتطور ببطء المرض من أجل اختبار التدخلات في مراحل مختلفة من عملية المرض. هذه النماذج الحيوانية هي صعبة للغاية لتنفيذ في القوارض غير ناضجة، كائن النموذج التقليدي لدراسة مختبرية لهذه الاضطرابات. تسجيل EEG المستمر في النماذج الحيوانية الشباب من المضبوطات واضطرابات عصبية أخرى يمثل تحديا تقنيا بسبب الحجم الصغير من القوارض الشباب واعتمادهم على السد قبل الفطام. لذلك، ليس هناك فقط حاجة واضحة لتحسين الأبحاث ما قبل السريرية التي من شأنها تحديد أفضل تلك العلاجات المناسبة للترجمة إلى العيادة ولكن أيضا الحاجة إلى أجهزة جديدة قادرة على تسجيل المستمر EEG في القوارض غير ناضجة. هنا، وصفنا وراء التكنولوجيا وشرح استخدام نظام القياس عن بعد مصغرة الرواية، وهندستها خصيصا للاستخدام في الفئران غير ناضجة سالفئران ص، والتي هي أيضا فعالة لاستخدامها في الحيوانات البالغة.

Introduction

أقدم - والتي لا تزال الأكثر استخداما على نطاق واسع - تقنية لتسجيل biopotentials في الدماغ هو الكهربائي (EEG). يتم استخدامه سريريا لشذوذات عصبية، بما في ذلك الكشف الاستيلاء توطين الاستيلاء بؤر وتشخيص ارتجاج 3،4. كما انها تستخدم على نطاق واسع هذه التقنية لتوفير المعلومات الأساسية حول آليات النوم وتشخيص اضطرابات النوم 5،6.

كما هو الحال في التشخيص السريري للالصرع، أصبح EEG لا غنى عنه للبحوث متعدية في النماذج الحيوانية على حد سواء الصرع الوراثي والمكتسب. في التطبيقات البحثية الحالية "السلكية" أو تسجيلات "المربوطة" هي المعيار، وتمارس بشكل روتيني في القوارض الكبار لعدة أسابيع في وقت 7. ومع ذلك، الضجيج الكهربائي، والتحف الحركة، والمخاطر التي المربوطة الحيوانات وتجرح نفسها عن طريق سحب على الكابل يكون ل compr طويلةomised هذه التجارب. وبالتالي، من أجل تحسين شروط ومعدلات النجاح التجريبية، نحن بحاجة إلى تطوير تقنيات جديدة من شأنها أن تسمح للقضاء على واجهة السلكية بين الحيوان والأجهزة. المنطقة الأكثر وضوحا للتنمية هو تصميم وتنفيذ نظم القياس الذي يسمح للتسجيلات عالية الجودة، مع الحفاظ على حياة مفيدة طويلة وتقليل الانزعاج للمواد الدراسية الحيوان. سوف يقلل من الحجم الفعلي لهذه الأجهزة تمكين الأبحاث المترجمة في نماذج القوارض حديثي الولادة والأحداث من الاضطرابات العصبية.

ويعمل انخفاض تسجيلات EEG قناة العد في الفئران نطاق واسع لتطوير علاجات جديدة لقمع نوبات الصرع قادرة على ترجمة للبشر. تسجيلات من مواقع واحدة أو أكثر لفترة طويلة تفتح العديد من الفرص لاستخدام نماذج القوارض من الصرع في الأبحاث المترجمة. تهدف الكثير من البحوث المعاصرة في هذا المجال لمنع وقوع seiz المزمنةures أو تطوير الصرع (أي epileptogenesis)، ومثل هذه الجهود البحثية تتطلب واسعة النطاق إذا رصد EEG لا المستمر لفحص فعالية العلاج المقترح فإن وبسيطة، ونظام القياس عن بعد صغير مع واحد أو اثنين أو أربع قنوات تعمل بين ،1-100 هرتز لكل قناة تروج بقوة هذا النوع من الأبحاث المترجمة. وغالبا ما تحدث النوبات Electrographic مع السلوكيات الحد الأدنى (بالتأكيد دون تشنجات)، الأمر الذي يحد من فائدة المقايسات بناء على المضبوطات السلوكية. استراتيجية الجمع بين تسجيل EEG ورصد الفيديو في وقت واحد يسمح لأحد إمكانية التقاط كل نوبة. وعلاوة على ذلك، هذه الأساليب التحليلية قد تسمح التقييم الكمي من المسامير النشبات التي تحدث في المخ الصرع بين "نشبي" (أو الاستيلاء عليها) أحداث 9. وعلاوة على ذلك، فإن القدرة على الحصول مستمرة عالية الجودة منخفضة قطعة أثرية EEG التسجيلات، التي التكنولوجيا اللاسلكية بشكل عاممتفوقة، سيسمح لتطوير استخدام الخوارزميات القائم على الحاسوب لدراسة الموجات محددة EEG (على سبيل المثال، ثيتا، جاما)، وكذلك الكشف التلقائي من المضبوطات، والحد بشكل كبير من عبء العمل المجرب.

نموذج ما قبل السريرية الأولية لدراسة الصرع المزمن بعد اصابة في الدماغ هو فأر بالغ أو الماوس، إما من خلال-الاختلاج الكيماوي (أي حمض الكايينيك أو بيلوكاربين) أو المحرضة كهربائيا حالة صرعية (SE)، والتي تبعتها الصرع المزمن. في ظل هذه الظروف، لا يمكن للتشنجات شديدة مرتبطة SE أو النوبات اللاحقة في الحيوانات الصرع يؤدي إلى إصابة من تمزق حيوان أو سحب على حبل وتخفيف الخناق التي تحافظ على مرفق من مترسة الرأس. في نهاية المطاف، هذا هو المشكلة التي تنتهي عادة هذه التجارب، وبعد الحاجة للحصول على سجلات EEG عالية الدقة على المدى الطويل للتجارب تهدف إلى تطوير علاجات جديدة للأمراض المزمنةالصرع هو الهدف الأسمى. بالإضافة إلى ذلك، والإسكان، ورصد وتحليل البيانات من الحيوانات على المدى الطويل زرعها هو استثمار كبير في كل من التكاليف المباشرة والوقت محقق. لذلك، من السابق لأوانه إنهاء التجربة يمكن أن يؤدي إلى تكاليف كبيرة للباحثين. وهذه النماذج من التقدم الصرع والنوبات عادة تصبح أكثر تواترا وأشد 10-12، مما يزيد من احتمال أن الحيوانات والجرحى، كما فائدتها لتطوير علاجات جديدة يصبح أعظم. ويمكن لهذه الحيوانات تتطور بشكل روتيني العشرات من نوبات تشنج يوميا، والتي تحدث في مجموعات 13 في كثير من الأحيان.

ربما كان واحدا من أهم التطورات في مجال العلوم الطبية الحيوية استخدام استهداف الجينات في نماذج الماوس. وقد سمح هذا النهج، وسوف تستمر في السماح، وتطوير نماذج حيوانية من الصرع الوراثي التي تتكاثر المتلازمات الإنسان الفعلية 14-16. ويمكن إجراء التلاعب الجيني كماإثبات صحة المبدأ العلاجات لقمع نوبات الصرع أو حتى منع تطور مرض الصرع بعد إصابات الدماغ 17-20. وهذا النوع من البحوث تستفيد بشكل كبير من القدرة على أداء عالية الإنتاجية التسجيل المتواصل من EEG. في الوقت الحاضر، فمن الممكن أن يسجل من الفئران مع أي أنظمة المربوطة أو القياس. ومع ذلك، فإن التحديات للحصول على جودة عالية، والتسجيلات خالية من القطع الأثرية هي إلى حد كبير أكثر صعوبة من الفئران، وغالبا ما يتطلب ذلك أشكال مختلفة من الظهر أن الفئران تحاول باستمرار لإزالة. الإجهاد يمكن أن تزيد شدة النوبة، وتواتر و / أو المدة، وبالتالي فإنها تعديل في نهاية المطاف الصرع من حيوانات التجارب، مما يفند الدراسة. وهناك، وخفيفة الوزن، وانخفاض المستوى نظام القياس عن بعد مصغرة صغيرة تسهيل تسجيل طويل الأجل EEG من نماذج الماوس الوراثية من الأمراض التي تصيب البشر.

بالإضافة إلى المشاكل المذكورة أعلاه، تسجيل EEG في نموذج القوارض غير ناضجةالصورة من المرض لديه مجموعة فريدة من نوعها من التحديات. يمكن للحيوانات غير ناضجة تزن اقل من 6 ز (P8 الماوس) إلى 17 غرام (الفئران P6). يكاد يكون من المستحيل لجعل المسلسل عدة أيام تسجيلات EEG المربوطة بسبب زيادة الضغط من حبل وعدم السماح للتربية الطبيعية من الجرو بسبب السد. حتى مفطوم الحيوانات، ويجب أن تظل في رعاية السد. السد هو عرضة للتدمير أي التجمع موصل تخريجها على الجرو، إنهاء الجرو، وفي بعض الحالات إنهاء القمامة بأكملها. وعلاوة على ذلك، والقوارض الجمجمة غير ناضجة يجعل من الصعب تحميل أي رمى الكهربائي في الجمجمة مع السلامة الميكانيكية. هذه التحديات، فريدة من نوعها لالقوارض غير ناضجة، تتطلب حلا جديدا لجعل التسجيلات electrographic قوي وطويل الأجل. نحن هنا التركيز على إظهار غرس وتسجيل EEG باستخدام جهاز ارسال لاسلكي مصغر رواية والحاضر ثلاثة إثبات صحة المبدأ التجارب كأمثلة لاستخدام مصغرة نظام القياس عن بعد لاسلكي: 1) ايمناضجة الفئران نموذج الجرو من نقص الأكسجة نقص التروية، 2) الفئران البالغة تعامل مع DFP للحث على صرعية حالة والمضبوطات عفوية لاحقة، و3) نموذج الجيني للتشوهات الأوعية الدموية الغائرة التي تسفر عن ضبط والموت في فئران بالغة.

تم تصميم نظام القياس عن بعد لاسلكية مصغرة لتلبية أربعة شروط رئيسية هي: (1) زرع الجراحية الغازية الحد الأدنى؛ (2) التوافق على المساكن من الجراء القوارض مع السد وتتزاحم؛ (3) انخفاض استهلاك الطاقة للوحدة، وبالتالي السماح لعدة أشهر من المراقبة المستمرة دون جراحة إعادة الزرع؛ و (4) القدرة على تسجيل الطول الموجي EEG عالية الجودة مع الحد الأدنى من القطع الأثرية الحركة. الارسال اللاسلكي يزن <0.6، 2.3، و 4 G و هو <0.3، 0.8، و 1.4 سم 3 اعتمادا على البطارية مع بصمة من 5 × 7، 7 × 9 أو 7 × 12 ملم الذي يتصاعد بسهولة في الجمجمة الحيوان مع هلام cyanoacrylate. هناك حاجة إلى أي المراسي المسمار العظام لتركيب الجهاز بشكل آمن لالجمجمة، مما يقلل من عدد من الثقوب التي تحتاج إلى حفر في الجمجمة والوقت الجراحة. الجهاز قادر على تضخيم قناتين من EEG أو امكانات الحقل المحلية من هياكل الدماغ العميقة، مثل الحصين، لأكثر من 2 أسابيع، 2 أشهر، أو 6 أشهر في هذا التكوين. صغر حجم جهاز الإرسال اللاسلكي يقلل من خطر العدوى، ويزيد من حركية الحيوانات، وفي نهاية المطاف يقلل من معدلات الاعتلال والوفيات التي تزيد على خلاف ذلك الوقت، والمال، وعدد الحيوانات اللازمة للتجربة. وبوعاء جميع الالكترونيات والبطارية في الصف الطبية الايبوكسي الذي يجعل الجهاز للماء وصعبة، ومنع السد من المضغ على الارسال التي يمكن أن تجعل ذلك الجهاز غير صالحة للعمل. على عكس أجهزة الإرسال الترددات الراديوية، يستخدم نظام القياس عن بعد اقتران بالسعة بين المرسل وهوائي الاستقبال التي تقع أسفل القفص الحيواني، مما يتيح للمستخدم للحفاظ على الحيوانات في السكن القوارض القياسية. قنوات متعددة من recordiنانوغرام تسمح لتسجيل biopotentials متعددة الوسائط، مثل تخطيط القلب الكهربائي و. سوف نماذج حيوانية من الحالات المرضية شارك في الاستفادة من القدرة على تسجيل biopotentials خلال السلوك 21-23. والجمع بين السلوك مع EEG رصد تزويد الباحثين أداة أفضل للأبحاث والدراسات ما قبل السريرية.

Protocol

اتباع المبادئ التوجيهية المؤسسية لرعاية الحيوان لأداة التعقيم الجراحي، وتعديل البروتوكول الضروري لجعلها تمتثل للمبادئ التوجيهية والحصول على موافقة من قبل لجنة رعاية الحيوان المؤسسية واستخدام مؤسستك (IACUC).

1. إعداد الجراحية

  1. تنظيف وإعداد الارسال لضمان عملية جراحية آمنة ومعقمة. إزالة الارسال من التعبئة والتغليف مكافحة ساكنة وإما رذاذ أو نقع في الايثانول 70٪. الارسال شطف مع المياه المالحة عقيمة وقعت بين الإسفنج القطن المعقم غارقة في المياه المالحة عقيمة أو الاحتفاظ المغمورة في المياه المالحة عقيمة.
  2. جمع وتعقيم الأدوات اللازمة لإجراء عملية جراحية. الأوتوكلاف البخار لتعقيم. انظر الجدول المواد والكواشف لقائمة الأدوات الجراحية.

2. زرع الجراحية

  1. تخدير الحيوان والحفاظ على التخدير وفقا لبروتوكول افق IACUC. في البدء وأثناء سيرجيري تحقق منعكس إصبع القدم قرصة كل 15 دقيقة. عدم استجابة يشير مستوى كاف من التخدير.
    1. لالجراء، استخدم التخدير من الأيزوفلورين (4٪) مع O 2 (100٪). للبالغين، واستخدام الكيتامين (100 ملغ / كغ) مع زيلازين (10 ملغ / كلغ).
  2. إصلاح الموقف في إطار التجسيمي. ضع نصائح شريط الأذن في الصماخ السمعي. لا تشديد مفرط القضبان الأذن كما الجمجمة لينة جدا في الفئران الوليدة الفتية. تأمين مخروط الأنف التخدير.
    1. الحفاظ على الحارة الحيوان أثناء الجراحة عن طريق وضعها على وسادة التدفئة لتعيين 37 ° C. في الحيوانات البالغة، وتطبيق التشحيم مرهم للعين للحيوان.
  3. تعقيم موقع شق وصيانة الجراحي الميداني العقيمة.
    1. مسحة فروة الرأس مع التطبيقات بالتناوب من 70٪ من الايثانول و betadine. تبدأ في مركز لفروة الرأس وجعل الدوائر متحدة المركز بشكل متزايد على نطاق أوسع.
    2. تغطية حيوان مع ثنى وإجراء عملية جراحية على حيوان رايات. الحفاظ على ستيريالجراحي الميداني جنيه من خلال بطانة الجراحية مجموعة المتابعة مع الستائر العقيمة، ومعدات الرش مع الايثانول 70٪.
    3. ارتداء القفازات الجراحية المعقمة وثوب (أو كما هو مطلوب من قبل المؤسسة). للمساعدة في الحفاظ على مجال معقم، استخدم مساعد الجراحية.
  4. إجراء شق على فروة الرأس من الحيوان قليلا خلف العينين على طول خط الوسط، ما يقرب من 2 سم. توخي الحذر عند إدخال مشرط كما الجمجمة لا تزال لينة جدا في الفئران الوليدة الفتية. اجراء خفض واحد حتى شق نزيف أقل، ويشفى أسرع.
  5. فضح الجمجمة. إعداد منطقة نظيفة وجافة لتحقيق أقصى قدر من العلاقة بين المرسل وعظام الجمجمة. استخدام مقاطع تمدد الأوعية الدموية لفهم فروة الرأس.
    1. سحب بلطف فروة الرأس بعيدا عن خط الوسط في أربعة أركان. بحث عن معالم تشريحية مثل bregma وامدا في الجمجمة. لا تنصهر تذكر عظام الجمجمة لدى الحيوانات في هذه المرحلة العمرية. استخدام الأطلس Paxinos الإحداثيات التجسيمي للعثور على المكان الصحيح للثقب لدغ.
    2. استخدام دريميل اداة من نوع مع لدغ نوع مثقاب. إنشاء اثنين من الثقوب لدغ في مواقع التسجيل المطلوب مع فتحات يجري أكبر من 300 ميكرون في القطر. وضع ثقب لدغ عن القطب إشارة على المخيخ وراء امدا من الجمجمة.
    3. تأكد من أن الأسلاك في الارسال تتماشى مع فتحات لدغ. إذا لم يتم محاذاة الأسلاك الكهربائي، التلوث الغراء من الأقطاب الكهربائية من المرجح، وسوف يؤدي ذلك إلى ضعف الإشارة. لمحاذاة الأسلاك، والتحقق من نوبة من المرسل وبلطف ثني أقطاب ليصطف في المواقع المخصصة للثقوب لدغ.
    4. تقليم يؤدي القطب. استخدام مقص جراحي لخفض الأقطاب إلى الطول المطلوب. عمق القطب مهم لنوع من تسجيل المطلوبة للتجربة (أي وضع أقطاب كهربائية فوق الجافية للتسجيلات EEG، أو استخدام إحداثيات التجسيمي للهياكل الدماغ محددة).
    5. بتحرر تطبيق cyanoacrylate على قاعدة ر الارسالس تغطية المنطقة مع التأكد من تجنب طلاء الأقطاب. الغراء cyanoacrylate هو عازل كهربائي، وتلويث الأقطاب مع الغراء سيؤدي إلى عدم وجود إشارة.
      1. إذا تسجيل من هياكل الدماغ العميق، تركيب جهاز الإرسال على حامل قنية ووضعه في الذراع التجسيمي للسيطرة على محور ض. خفض الارسال باستخدام ذراع التجسيمي أن تعتمد عمق ووضع جل cyanoacrylate حول الارسال.
    6. الجمجمة جافة تماما قبل وضع الارسال لضمان السندات لاصق قوي. تطبيق الارسال المغلفة مع cyanoacrylate في الجمجمة. الحرص على مواءمة الأقطاب مع الثقوب لدغ المقابلة.
      1. في محاولة لتجنب إلحاق أضرار الهياكل الأوعية الدموية الرئيسية. عقد الارسال في مكان مع ضغط خفيف لمدة دقيقة واحدة. استخدام ضغط طفيف لتشكيل رابطة قوية بين المرسل والجمجمة.
    7. تطبيق cyanoacrylate إضافي، وهو ما يكفي لختم تماما واجهة الارسال / الجمجمة. لضمان AGالعود لائقا ورابطة قوية، تحقيق أقصى قدر من المساحة السطحية للالغراء أن الاتصالات الجمجمة. تطبيق لاصقة cyanoacrylate في دائرة حول الارسال، والتأكد من وتغطي كلا الجمجمة وجدار الارسال.
    8. تطبيق عجال الكيميائي (0.1 مل) من خلال حقنة في جميع أنحاء cyanoacrylate في قاعدة الارسال مزروع. استخدام عجال لماما، مع الحرص على عدم تطبيقها على الأنسجة المجاورة.
      ملاحظة: تسارع الكيميائية للعلاج cyanoacrylate يضمن أن رابطة قوية بين المرسل والجمجمة تتشكل بسرعة. Cyanoacrylate عجال هو مفيد لسرعة علاج لاصقة، ولكن ليس من الضروري.
    9. إزالة عجال بغسل المنطقة جيدا بمحلول ملحي معقم. قد يسبب تهيج الأنسجة Cyanoacrylate معجل إن لم يكن غسلها من منطقة شق. لغسل المنطقة، وملء حقنة 1.0 مل بمحلول ملحي معقم وري المنطقة من خلال إبرة حقنة. عموما 0.5 مل من المياه المالحة ما يكفي لتغسلدواسة البنزين.
    10. خياطة الجلد حول قاعدة الارسال، ولكن لا تغطي الارسال. أعلى الارسال يجب أن تكون فوق الجلد لنقل الإشارات العصبية بكفاءة. يجب أن يكون الجلد ضيق معقول حول المرسل والغراء حول الوحدة. استخدام VICRYL أو خياطة الحرير (موضوع الناعمة)؛ الجلد في الحيوانات غير الناضجة لينة وتلف بسهولة إذا لم يتم استخدام خيوط ناعمة. للحيوانات الكبار، استخدام أي مواد خياطة.
    11. إزالة الحيوان من الإطار التجسيمي ووضع على بطانية ساخنة للانتعاش.
    12. ضمان الحيوانات دافئة (37 درجة مئوية) والمتنقلة (أي، تعافى تماما) قبل أن يعود إلى السد. تأكد من أن هذا الحيوان هو رطب عن طريق معسر الجلد على ظهر الحيوان (إذا كان الحيوان يعاني من الجفاف، والجلد سوف تبقى مشوهة). إذا الحيوان هو المجففة، إدارة حقن شبه جلدي من العازلة أفرز اللبن قارع الأجراس. لا تترك الحيوان غير المراقب حتى استعاد وعيه أنه كاف للحفاظ علىالاستلقاء القصية.
      1. إدارة البوبرينورفين (0.05 ملغ / كلغ) للحيوانات لإدارة الألم بعد العمليات الجراحية والحقن تحت الجلد من 0.1 مل بوبيفكين حول موقع الحقن.
        ملاحظة: من البداية إلى النهاية يجب أن يتم الانتهاء من الإجراء بأكمله في 5-10 دقيقة للحيوانات من هذا العصر (يوم بعد الولادة 6). الوقت الجراحي قد يستغرق وقتا أطول للحيوانات القديمة.

    3. العناية والإسكان

    ملاحظة: بعض السدود قد لا يتسامح مع الجراء مزروع مع الجهاز. قد تحتاج السدود التي سيتم اختيارها الذين هم تسامحا. فمن المقبول بالنسبة السد لنقل الجراء حول القفص قبل انتشالها من قبل الارسال.

    1. مرة واحدة مفطوم الحيوانات، منزل منفردة، لهم لتجنب إزالة الأجهزة من زميله في قفص.
    2. الموت ببطء الحيوانات بجرعة قاتلة من بنتوباربيتال (25 ملغ / كلغ) أو الأيزوفلورين (في جرة الجرس) عند ظهور علامات الضيق موجودة.
    3. نلاحظ أن بعض أقفاص الحيوانات السكن مع إدراج الأسلاك قد بينFERE مع أجهزة الإرسال مزروع. مما لا شك فيه للتحقق من ذروة إدراج الأسلاك للتأكد من أن الحيوانات لا يمكن الحصول على جهاز الإرسال اشتعلت بين "الحانات" من إدراج الأسلاك. استشر الطبيب البيطري للمساعدة.

    4. تسجيل EEG

    1. وضع الحيوان في قفص في حد ذاته أو زملاء تسكينهم مع تتزاحم والسد. ومع ذلك، مكان زرع واحد فقط الحيوانات في قفص واحد. لا تترك الجراء وحدها في غرفة تسجيل لأكثر من 2 ساعة. رصد الحيوانات بحثا عن علامات الشدة والجفاف.
    2. توصيل التيار الكهربائي المقدمة للقاعدة الاستقبال والتحقق من يضيء مصباح الطاقة. ربط قاعدة المتلقي لنظام الحصول على البيانات باستخدام كابلات (الحربة نيل-Concelman) BNC.
    3. ضع قفص الحيوان على رأس القاعدة المتلقي (الشكل 2). و"إشارة" الضوء يجب أن تضيء مبينا أنه تم الكشف عن جهاز الإرسال. يمكن الآن تسجيل البيانات.
    4. تيس بيانات السجل، وربط قاعدة الاستقبال لتحويل التناظرية إلى الرقمية وتوصيل محول لجهاز كمبيوتر (الشكل 1).
    5. تعيين معدل أخذ العينات من التسجيل. التأكد من أن البيانات يتم أخذ عينات بشكل صحيح. حدد لا يقل عن 250 معدل أخذ العينات هرتز (500 هرتز موصى به) لتسجيل (عرض النطاق الترددي للمرسل هو ،1-100 هرتز).
    6. حفظ البيانات الرقمية وتحليلها باستخدام حزم البرمجيات معالجة الإشارات مثل ماتلاب.

    5. EEG تحليل - عامة

    1. أداء FFTs (التحويلات فورييه السريع) لتحويل البيانات EEG الزمنية إلى المجال تردد 0-100 هرتز.
    2. إجراء تقدير الكثافة الطيفية (شعبة القطاع الخاص) من الاتحاد الفرنسي للتنس باستخدام 256 هان نافذة قطاعات على أساس أسلوب ولش وتطبيع قبل 10 × تسجيل 10 (PSD). تظهر أطياف السلطة الترددات المحددة التي تهيمن على إشارة EEG خلال الفترة الزمنية المطلوبة.
    3. تجميع البيانات عبر الحيوانات عن طريق أخذ متوسط ​​مديرية الأمن العام من كل حيوانأكثر العلاجات يقابل الوقت. إنشاء فواصل الثقة 95٪ من 1.96 X الوسط (PSD) / الجذر التربيعي (ن) حيث n هو عدد الحيوانات (آثار مديرية الأمن العام). رسم متوسط ​​و 95٪ فترات ثقة البيانات لإنشاء تقرير الكمي للمحتوى التردد كامل من EEG عبر أفواج من الحيوانات مثل المقارنة بين المجموعات المعالجة مقابل مجموعة السيطرة.

    6. فترة ما حول الولادة نقص الأكسجة-نقص التروية (مرحبا) البروتوكول النموذجي

    1. تخدير P6 - 7 الجرو الفئران باستخدام التخدير الأيزوفلورين (4٪ مع O 2 100٪) عن طريق وضع الحيوانات في المربع التخدير (مربع مع ​​مدخلات من التخدير المرذاذ). في البدء وأثناء الجراحة تحقق من إصبع القدم قرصة منعكس كل 15 دقيقة. عدم استجابة يشير مستوى كاف من التخدير.
    2. وضع الجرو على ظهرها، وتعريض الرقبة وفرك مع تطبيقات بالتناوب الايثانول 70٪ و 10٪ betadine. تكرار فرك الايثانول / betadine 3 مرات.
    3. جعل شق 1 سم في جلد الرقبة مع الصورةcissors في خط الوسط من الرقبة. رفع الجلد مع ملقط وجعل قطع مع مقص. الحرص على عدم قطع الأنسجة العضلية عندما جعل شق.
    4. استخدام تقنية تشريح حادة لفضح الشريان السباتي. لإجراء تشريح حادة، استخدام اثنين من أزواج من ملقط كليلة الأنف. إدراج نصائح في الأنسجة والسماح انتشار العمل الربيع من أداة جراحية الأنسجة. كرر حتى يتعرض الشريان السباتي. التعرف على الشريان السباتي عن طريق اللون الأحمر الفاتح وجود نبض المرئي.
    5. منفصل الشريان السباتي من العصب المبهم باستخدام الملقط حادة. إدراج ملقط ذات الرؤوس حادة بين الشريان والعصب. الافراج عن ملقط والسماح إجراء ربيع أداة فصل السباتي من العصب المبهم.
    6. مكان تمدد الأوعية الدموية المشابك 4-5 ملم وبصرف النظر على الشريان السباتي. الحرص على عدم تلف الشريان مع المشابك عن طريق تجنب الحركات السريعة.
    7. يكوي الشريان السباتي بين المشابك تمدد الأوعية الدموية. ليكوي الشريان، المس الشريان بين المشابك مع cauterizer طرف الساخن. بعد قطع الشريان، ضمان أكتوي طرفي بشكل صحيح لتجنب النزيف.
    8. إزالة المشابك، وإغلاق شق الرقبة مع 3 الغرز. خياطة فقط الجلد، والحرص على عدم خياطة الأنسجة العضلية.
    9. السماح للحيوان لاسترداد لمدة 1 ساعة. مراقبة التنفس الحيوان ونزيف من الرقبة. إذا النزيف الحالي، لا تعرض الحيوان لمرحبا (الخطوة 6.10).
    10. وضع الحيوان في غرفة التحكم في درجة حرارته على 37 درجة مئوية، وإدخال باستمرار 8٪ O 2/92٪ N 2 الخليط في غرفة لمدة 2 ساعة.

Representative Results

قمنا بتطوير وتنفيذ مفهوم تسجيل EEG من القوارض الكبار واحد، schematized في الشكل (1) لعملية الموافقة IACUC، يجب تصميم تدمج بشكل جيد في مرافق الحيوان المؤسسية القائمة؛ وبالتالي، تم تصميم نظام لتركيبها بسهولة في منشأة الحيوان القياسية دون استخدام مساحة إضافية: ويقع الحيوان في العادي "الحيوان مرفق القضية" قفص الإسكان التي يتم وضعها داخل جهاز استقبال مع قفص فاراداي متكامل للحد من الضجيج الكهربائي. تتم الإشارة من كل قاعدة المتلقي بأسلاك إلى التحويل الرقمي الذي يتم وصله بجهاز الكمبيوتر (الشكل 1). وهناك حاجة إلى جهاز كمبيوتر واحد لجمع البيانات من ما يصل الى 32 الحيوانات المسجلة في وقت واحد، وهذا يتوقف على قدرة نظام الحصول على البيانات الخاصة بالمستخدم. هذا النوع من الإعداد يستهلك طاقة قليلة وتنتج الحرارة قليلا، وهذه سمة متوافقة مع مرافق الحيوانات التي تسيطر عليها المناخ. يمكن أن تكون البياناتعرض في الوقت الحقيقي على الشاشة، مما يسمح بمراقبة التجريبية، وتخزينها على المدى الطويل على محركات الأقراص الصلبة الخارجية، (10 TB وحدة التخزين).

من أجل تقليل الضرر الناجم عن القمامة الاصحاب والجرو الإبدال التي كتبها السد، ونحن اختبار مختلف العوامل شكل الارسال. كان التصميم النهائي اسطوانة القبة. شكل الصعب على الفئران لدغة والضرر. ويرد الارسال الفردي على الجمجمة من الفئران الكبار في الشكل 2A ويتم عرض نسخة مبكرة من عالي الكثافة (32 حيوان) قواعد استقبال وتسجيل الحفارات التي وضعت الإسكان القوارض القياسية في الشكل 2B. وكانت الكفاءة في استهلاك الطاقة اعتبار مهم للغاية؛ اخترنا اقتران بالسعة على أنه بروتوكول نقل البيانات. التصميم التالية يسمح لتسجيل المستمر EEG لأكثر من 6 أشهر اعتمادا على قدرة البطارية (الشكل 2A). الفئران لا تتجاوز أعمارهن يوم ما بعد الولادة 12 (P12، الشكل 3A) وصغار الفئران كما P6 (شملت رقمالبريد 3B) تحمل الارسال بشكل جيد. الانضمام الارسال في الجمجمة مع cyanoacrylate تمكن الحيوانات لتنمو مع جهاز الإرسال إلى مرحلة البلوغ (الشكل 3C)، مع الحفاظ على الاستحواذ المستمر للبيانات EEG.

شكل عامل مصغرة فريدة من نوعها واجهة الارسال واللاسلكية يفسح المجال للعمل مع نماذج حيوانية من الظروف الجدد والفترة المحيطة بالولادة. البيانات في الشكل (4) يوضح قنوات اثنين من EEG تسجيل الحاد الفرعي النشاط الاستيلاء الذي يتبع التأكسج الدماغية (مرحبا) (ربط الشريان السباتي تليها 2 ساعة من نقص الأكسجة مع 8٪ O 2 خليط) احتشاء في P7 سبراغ داولي الفئران الجرو 13. علاج مرحبا تسبب آفة كبيرة في نصف الكرة المماثل إلى الشريان السباتي ligated. هنا، تظهر التسجيلات مجموعة من اثنين من نوبات معممة على كل من نصفي الدماغ المصاب. تتبع أسود يصور النشاط الدماغي في الجانب المقابل لنصف الكرة الآفة، وويظهر أثر الأزرق EEG في نصفي الكرة الأرضية المماثل (أي في مجال الآفة). في حين أن النشاط الاستيلاء موجودا في كل من نصفي الدماغ، وتظهر نصف الكرة ispilateral EEG قمع الخلفية، مما يدل على تلف في الدماغ المستمر 21.

يمكن أن يتسبب حالة صرعية في الفئران الكبار عن طريق حقن الحيوانات مع الفوسفات العضوي، DFP 22،23. البيانات في الشكل (5) عرض تصريف EEG المتكررة، والتي تدل على حالة صرعية (انظر التوسعات الزمنية الشكل 5A، B). أقل من عينة آثار، وقد تم تحليلها مدار الساعة من حالة صرعية أكثر من 12 ساعة مع غير الخطية آثار مختلطة نموذج يحدد مقدار شدة النوبات مع مرور الوقت. يتم تعريف شدة حالة صرعية التي كتبها EEG السلطة في الفرقة غاما (20-60 هرتز). هنا، كان متوسط ​​القوة المذكورة أعلاه في 12 الحيوانات وتآمر على مدى 12 ساعة مع فواصل الثقة 95٪. عشر وتظهر بيانات ه زيادة ملحوظة في السلطة جاما خلال الساعة الأولى من العلاج DFP، والتي استمرت أكثر من 12 ساعة خلال الحيوانات التي تم رصدها بشكل مستمر. الأسلوب التالي التحليل يسمح لقياس كمي لشدة صرعية الوضع الحاد، وهي ظاهرة سبق تحليلها في المقام الأول مع تدابير سلوكية. ندرج هذه التقنية تحليل كمثال على ذلك، لأنه يستخدم حساب السلطة في نطاقات EEG الكلاسيكية، واستخدمت على نطاق واسع في الدراسات قبل السريرية لاختبار فعالية الأدوية المضادة للاختلاج في مختبرنا 24-26. ربما الجانب الأكثر قيمة في جعل المستمرة، وتسجيلات لاسلكية دون انقطاع مع القياس عن بعد لاسلكي هو القدرة على تسجيل الأحداث عفوية الشاذة التي تحدث مع انخفاض الإصابة. هذه الأنواع من البيانات تثبت فائدة العريضة للنظام الارسال اللاسلكي.

554fig1.jpg "/>
الشكل 1: رسم تخطيطي للنظام تسجيل عصر يتكون نظام تسجيل لاسلكي من عنصرين هما: 1) محمولة على الارسال اللاسلكي جمجمة أن تضخيم biosignal، و 2) لوحة استقبال توضع تحت الإسكان القوارض القياسية. إخراج القاعدة المتلقي هو إشارة تناظرية تتكون من biosignal الصنعي إزالة تضمين تضخيمها إلى حد أقصى قدره 4 V-الذروة إلى الذروة. ويمكن بعد ذلك يتم تغذية هذا إشارة إلى نظام الحصول على البيانات للتسجيل.

الرقم 2
الشكل 2: جهاز الإرسال والاستقبال هذا الارسال اللاسلكي معين (A) يزن 4 ز ويزيح <1.4 سم 3 حجم ومع بصمة من 7 × 12 مم هي التي شنت بسهولة في الجمجمة من الجرذان والفئران. الارسال يمكن أن تزيد 2 قنوات biopotentials لمدة تصل إلى 6 أشهر وبعد ذلك كانت البطارية هجرةأد. البطاريات الكبيرة يمكن أن تستخدم لفترة أطول وقت التسجيل. توضع الحيوانات في معيار القوارض حبس على رأس جهاز الاستقبال عصر (B). معروض على حق مثال مبكر للحفارتين تسجيل منفصلة لكل قادرة على تسجيل من 16 حيوانات في وقت واحد مما يدل على حجم صغير نسبيا (2 "× 4"، كاليفورنيا. 60 سم x 120 سم) من كل من منصات تسجيل.

الشكل (3)
الرقم 3: غرس جهاز الإرسال اللاسلكي في الجرذان والفئران يمكن الارسال تسجيلات EEG مستمرة لمدة تصل إلى 6 أشهر في الفئران الشابة مثل يوم ما بعد الولادة 12 (P12، أعلى). الصورة الوسطى هي من الجرو الفئران P7 مزروع مع جهاز الإرسال مصغرة. يبقى مرتبطا الارسال بقوة في الجمجمة كما نضوج الحيوانات. الحيوان في الجزء السفلي هو P280 وكان مزروع مع جهاز إرسال صورية في P7 العمر. يسمح هذا النظام simultaتسجيلات EEG neous ومستمرة من الحيوانات متعددة تتراوح أعمارهن P7 خلال الفطام، والحد من عدد من الفضلات اللازمة لما قبل السريرية، على المدى الطويل، دراسات الرصد EEG.

الرقم 4
الرقم 4: تسجيل نقص الأكسجة الناجم عن نقص التروية المضبوطات مع نظام القياس عن بعد مزدوجة القناة تسجيلات مزدوجة القناة غير طبيعي EEG مع القياس عن بعد لاسلكي في الجرو الفئران P7 بعد ربط الشريان السباتي (نقص التروية) خلال 8٪ O 2 علاج (نقص الأكسجين). (A) و (B)، وسعت جهات نظر الطول الموجي. النشاط الاستيلاء موجودا في كل من نصفي الكرة الأرضية (الأسود والأزرق) مع كبير EEG قمع الحالي في نصف الكرة مع احتشاء الدماغية (الأزرق).

الرقم 5
الشكل 5: تسجيل حالة epileptiسلطات الجمارك في الفئران البالغة. تسجيلات EEG السطح (أي السحائي) مع نظام القياس عن بعد لاسلكية مصغرة ردا على diisopropylfluorophosphate (DFP) العلاج في الفئران الكبار. يتم توسيع فترات المظللة في تتبع كبار (A و B) آراء الطول الموجي في آثار أدناه. ويمكن بعد ذلك يتم تحليل البيانات المسجلة مع جهاز الإرسال اللاسلكي في مجال التردد السماح المقارنات الإحصائية في لفيف من الحيوانات. (C) البيانات هي متوسط ​​و 95٪ فترات الثقة للسلطة الفرقة غاما (20-60 هرتز) بعد صرعية DFP التي يسببها الوضع (N = 12) أكثر من 12 ساعة بعد إعطاء DFP.

الشكل (6)
الرقم 6: تسجيل المضبوطات والتغيرات في EEG في نموذج الفأر وراثيا من تشوهات الأوعية الدموية كهفي هنا، نسجل من الماوس المعدلة وراثيا (A) عشرفي تمر النشاط الحجز. في البداية، ونمط EEG طبيعي موجود (1)؛ مباشرة قبل استيلاء هناك فترة من الاكتئاب قبل نشبي (2)، والتي تبعتها مجموعة من خمسة المضبوطات (3). بعد المضبوطات، وتصريف نشبي غير طبيعية موجودة في إشارة (4). الحيوان التحكم لديه أي المضبوطات وأي ميزات EEG غير طبيعية (B).

Discussion

يمكن أن يكون مكلفا جدا لجعل التسجيلات electrographic على المدى الطويل في نماذج الحيوانات الصغيرة من المرض. من خلال الاعتماد على الدوائر الكهربائية البسيطة والتركيز على الاستهلاك المنخفض للطاقة، وكنا قادرين على إنشاء نظام الارسال (الشكلان 1 و 2) أن يقلل من تكلفة التجارب رصد طويل الأجل. التكلفة الإجمالية للتجربة الرصد 6 أشهر يمكن أن تكون منخفضة مثل 470 $، بالإضافة إلى تكاليف الحيوان (~ $ 1،5 الحيوان البدل اليومي، 200 $ مرسل). صغر حجم الارسال يسمح التسجيلات electrographic دون انقطاع مستمر في الحيوانات الصغيرة، ونماذج ما قبل السريرية من الأمراض التي تصيب البشر، والتي يصعب جدا الحصول عليها مع أنظمة محاسبة اللاسلكية القائمة على الترددات الراديوية-المربوطة أو (الشكل 4). وأخيرا، فإن طبيعة محمولة على جمجمة الارسال يقلل من الوقت لعملية جراحية والإجهاد على الحيوان التي يمكن أن تعرض على خلاف ذلك تجربة. هنا، وتبين لنا إثبات صحة المبدأ التجارب من ثلاثة فرقنماذج تجريبية erent من المضبوطات: فترة ما حول الولادة نقص الأكسجة نقص التروية 13، 27، 28 في الجرو الفئران (الشكل 4)، صرعية DFP التي يسببها الوضع (الشكل 5) والمضبوطات في نموذج الناجم عن وراثيا من التشوهات الوعائية الغائرة (الشكل 6).

ربما الجانب الأكثر أهمية للحصول على تسجيلات electrographic خالية من القطع الأثرية، على المدى الطويل هو للتحقق من الوصول القطب غير مطروقة في المنطقة القشرية من الفائدة (الشكل 4-6). ويشمل هذا المشترك القطب المرجع / الأرض. بالغ الأهمية هو ربط جهاز الإرسال إلى الجمجمة لتطبيقات EEG فوق الجافية. خلال هذه العملية، فمن الممكن عن غير قصد معطف غيض من الأقطاب الكهربائية مع cyanoacrylate نظرا لطول مدة قصيرة جدا من الأقطاب الكهربائية. يمكن طلاء كهربائي في cyanoacrylate تخفيف من إشارات EEG أو كليا عزلهم في سيناريو أسوأ الحالات. وبالمثل، عدم وجود حسن الكهربائية الاتصال بإلى صف نزلات إشارة / أرض ودماغ الحيوان سيمنع العملية الصحيحة من مكبر للصوت التفاضلية في الارسال، مما أدى إلى كهربائيا "صاخبة" إخراج إشارة. في كثير من الأحيان، وبعد الجراحة، وإشارات ذات نوعية جيدة يمكن أن يتعرض للخطر لمدة تصل إلى 48 ساعة بسبب الوذمة المحيطة الثقوب لدغ في الجمجمة. كما تخف حدة ذمة، وإشارات تحسن بشكل عام. ويمكن تجنب ذلك عن طريق وضع أقطاب كهربائية على سطح الجمجمة دون إحداث ثقوب لدغ. وزاد من عواقب هذه العملية يمكن أن معطف الأقطاب مع cyanoacrylate، قلة النشاط عالية التردد بسبب تمرير منخفض الخصائص الكهربائية من عظم الجمجمة، والقدرة على عزل كهربائيا مشترك يجعل الضوضاء إشارة / أرض في الإشارات. ويمكن أن يتم ممارسة موضع الصحيح من الأقطاب الكهربائية مع قطعة رقيقة من الخشب أو القشرة الذي يحاكي سمك الماوس أو الفئران الجمجمة. النتائج المقدمة في هذه المخطوطة توضح غنى عنهعنه lity من التسجيلات التي يمكن الحصول عليها باستخدام تقنية القياس عن بعد لاسلكية.

زرع جراحيا باستخدام الطريقة الموصوفة هنا يمكن أن تأخذ اقل من 10 دقيقة، اعتمادا على تعقيد عملية جراحية. للوصول جراحية لهياكل الدماغ العميقة، مثل المنطقة CA1 من الحصين، فمن الأفضل أن نعلق جهاز الإرسال إلى micromanipulator شنت على الإطار التجسيمي. سوف micromanipulator توفر الجراح مع الدقة لزرع جهاز الإرسال وفقا لإحداثيات التجسيمي نشرت في الأطلس من الفأرة 29 و 30 الفئران العقول. ويمكن القيام بذلك ببساطة عن طريق تغير اتجاهها قطعة من تحت الجلد أنابيب الإبرة إلى الارسال مع cyanoacrylate ثم تركيب إبرة تحت الجلد في micromanipulator. سوف تحكم Micromanipulator من X، Y، Z والإحداثيات توفير الاستقرار إضافية عند تركيب جهاز الإرسال إلى الجمجمة قبل خياطة إغلاق الجلد. إضافة مسامير العظام في جميع أنحاء المؤسسة العامةrimeter من الارسال يمكن أن تساعد في ترسيخ الارسال في الجمجمة، على الرغم من أنها ليست ضرورية. مسامير العظام يمكن أن تكون فعالة، ومع ذلك، في نماذج حيوانية معينة من التشنج والصرع، مثل الفئران الكبار تعامل الليثيوم بيلوكاربين. هذه الحيوانات تميل إلى أن تكون نوبات تشنج عفوية مع النشاط الحركي الشديد الذي قد يؤدي إلى تلف جهاز الإرسال أثناء النوبة. ويمكن إضافة تعقيد إضافي لهذه التجارب. على سبيل المثال، وجهاز الإرسال متوافق مع نماذج عديدة ومختلفة من إصابات في الدماغ، مثل تأثير القشرية التي تسيطر عليها 31. تم اختبار متانة الجهاز الارسال من خلال زرع الحيوانات مع أجهزة الإرسال في P7، ثم يضمهما في منشأة الحيوان. بعد 12 شهرا، أكثر من يزرع بقيت على حالها على الجمجمة. عندما الموت الرحيم كانت الحيوانات، ظهرت جماجم أن تكون طبيعية وجزءا لا يتجزأ من الارسال في عظم الجمجمة، والتي تتطلب قوة كبيرة لاستخراجه. أخذ الحيطة والحذر عند هياكل الدماغ العميقة هي درس؛ مع نمو المخ، وتبقى الأقطاب ثابتة، ومن المتوقع أن تغيير الموقف النهائي من الأقطاب الكهربائية. لالأساليب المذكورة هنا، والأقطاب عادة وضع فوق الجافية، والذي سمح كل من الدماغ والجمجمة لتنمو وللأقطاب البقاء في مواقعها الأصلية. العامل المحدد في متى يمكن استخدام جهاز الإرسال هو حجم البطارية (أي حتى نفاد البطارية).

تصميم متجانسة بذاتها (أي هو جزء لا يتجزأ من الارسال في الايبوكسي الصلب) السكن الارسال يفسح المجال للاستخدام مع الجراء غير ناضجة يضم مع السد وتتزاحم بهم. في كثير من الأحيان، وشارك في السكن الحيوانات مع نتائج الحبال السلكية مزروع في تدمير الجهاز المزروع أو الإبدال من الجراء من السد. شكل سلس الجدران من الارسال يسمح لزرع مع عمليا أي فشل في الأجهزة أو فقدان الجراء بسبب الإبدال.

ق ق = "jove_content"> مخطط انتقال إلى جانب بالسعة منخفضة الطاقة في هذا النظام يفسح المجال تماما للاستخدام في العديد من السيناريوهات التجريبية المختلفة مثل وضع في حاضنة التحكم في درجة حرارته أو حتى للاستخدام مع الأجهزة التجريبية، مثل غرف تخطيط التحجم. وبالمثل، فإن شكل هوائي الاستقبال يمكن التلاعب بها لتناسب في العديد من البيئات السلوكية المختلفة، مثل ارتفاع مجموعة T-maze.The من الارسال هو يجب سوى بضع بوصات مثل جهاز الإرسال يكون قادرا على "محرك" (زوجين بالسعة ل) هوائي الاستقبال وتعتمد على الحيوان ليكون مقرها في حبس القوارض معيار أو قفص مناسب من مساحة هوائي الاستقبال تغطيتها. يعمل جهاز الإرسال كما قطب واحد من حقل كهربائي في حين أن جسم الحيوان بمثابة قطب آخر. الميدان هو من هذا القبيل أن بعض التوجهات، مثل 90 درجة الخروج من مرحلة مع هوائي الاستقبال، سوف تفشل لدفع هوائي الاستقبال مما أدى إلى "الانقطاع". هذا هو أمر نادر الحدوث إلى حد ما. والعمل في المستقبل مع هذه التكنولوجيا تسمح بالتسجيل من الحيوانات متعددة في نفس القفص الذي سيقلل تكاليف الإقامة والسماح للتفاعل الاجتماعي. سوف تطورات أخرى تشمل زيادة عدد القنوات بما في ذلك درجة الحرارة، وكهربية. التصميم الحالي للجهاز يوفر عرض النطاق الترددي الذي هو الأمثل لإعادة ترميز العصابات EEG الكلاسيكية، وهي ليست مناسبة لتسجيل التموجات السريعة أو اهتزازات عالية التردد. في المستقبل، فإن الجهاز يمكن تعديلها لتسجل مكونات عالية التردد للإشارة، ولكن على حساب عمر البطارية. وأنواع مختلفة من محولات تشمل ضغط الدم والضغط الحجم، وحتى بناء على ترتيب الإرسال الكهربائي إلى الأبعاد المحددة من قبل المستخدم وفقا لإحداثيات المجسم للهياكل الدماغ المطلوب.

Disclosures

د. Lehmkuhle ودوديك لديهم مصلحة مالية في Epitel، وشركة والمصممين من نظام تسجيل biopotential اللاسلكية عصر.

Acknowledgments

وقد تم تمويل هذا العمل من خلال المعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية R43 / R44 NS064661.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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).
على المدى الطويل رصد EEG المستمر في القوارض الصغيرة نماذج من الأمراض البشرية عن طريق نظام عصر الارسال اللاسلكي
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).More

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter