Summary
Sigara kısıtlayıcı EEG radiotelemetry serbestçe hareket kemirgenler, in vivo uzun vadeli elektroenzefalografıye kaydetmek için değerli bir metodolojik bir yaklaşımdır. Bu ayrıntılı bir protokol MSS ritmi ve MSS ile ilgili davranışsal aşamalarında güvenilir kayıtları elde etmek için, beynin farklı bölgelerinde stereotaksik epidural ve derin intraserebral elektrot yerleştirme anlatılmaktadır.
Abstract
İmplante edilebilir EEG Radiotelemetry nöropsikiyatrik ve nörodejeneratif hastalıklar gibi epilepsi transjenik fare modelleri nörolojik karakterizasyonu merkezi öneme sahiptir. Bu güçlü teknik, altta yatan patofizyolojik mekanizmalar değerli bilgiler sağlamaz sadece, yani., MSS ile ilgili hastalıkların etyopatogenezi, aynı zamanda yeni öteleme, yani., Terapötik yaklaşımların gelişmesini kolaylaştırır. ceket ya da gergin sistemlerinde kullanılan kayıt sistemlerinin kullanımı yarı yasaklama karakteri kendi fizyolojik olmayan zaptetmek muzdarip yapmak rakip teknikleri ise, radiotelemetrik EEG kayıtları bu dezavantajların üstesinden. Teknik olarak, implante EEG radiotelemetry çeşitli fizyolojik ve patofizyolojik koşullarda epidural ve derin, intraserebral EEG hassas ve çok hassas ölçüm için izin verir. İlk olarak, biz düz bir ileri ayrıntılı bir protokol, başarılı sunmak,Yüksek kaliteli electrocorticograms sonuçlanan epidural (yüzey) EEG kayıtları için hızlı ve verimli bir tekniktir. İkincisi, biz hipokampus (electrohippocampogram) 'de, örneğin derin, intraserebral EEG elektrotları, implant nasıl gösterilmektedir. Her iki yaklaşımda da, bilgisayarlı 3D stereotaksik elektrot implantasyon sistemi kullanılmaktadır. radyofrekans verici kendisi farelerde ve sıçanlarda subkutan kese içine yerleştirilir. Özel ilgi de, deney hayvanlarının peri ve postoperatif tedavi öncesi ödenecek vardır. Fare ve sıçanlarda, uygun bir anestezi Ameliyat öncesi hazırlık olarak ameliyat sonrası işleme ve ağrı tedavisi ayrıntılı olarak tarif edilmiştir.
Introduction
Radiotelemetry özellikle EEG, EKG, EMG, tansiyon, vücut çekirdek sıcaklığı veya aktivite ölçümleri 1-7 bağlamında, çeşitli boyutlarda bilinçli kısıtlanmamış hayvanlarda davranış ve fizyolojik parametrelerin çeşitli ölçmek için çok değerli bir metodolojik bir yaklaşımdır. Teorik olarak, herhangi bir türün kedi, köpek, domuz ve primat 3,8 fareler ve sıçanlar gibi laboratuar kemirgenler implante edilebilir EEG Radiotelemetry kullanılarak analiz edilebilir. Hatta balık, sürüngenler ve amfibiler radiotelemetrik soruşturma 9 tabidir. Son yirmi yıl içinde, implante EEG Radiotelemetry örneğin epilepsi, uyku bozuklukları, nörodejeneratif ve nöropsikiyatrik bozuklukların 7,10-12 gibi insan hastalıklarında çeşitli transgenik hayvan modelleri, karakterizasyonu değerli olduğu kanıtlanmıştır. Geçmişte, farelerin Biyopotansiyellerin ve sıçanlarda da dahil olmak üzere fizyolojik veri toplama sayısız metodolojik yaklaşımlar azalan olmuşturbelirlemiş. Ceket kayıt sistemleri, fiziksel kısıtlama yöntemleri, implant olmayan radiotransmitters ve gergin sistemlerde giyilen son 13,14 ana ilgi görmüştür. Günümüzde radiotelemetrik implantasyon için çeşitli sistemler ticari olarak temin edilebilir. Ancak, literatür ekranı da self-made radiotelemetrik sistemlerin 15-40 gelişimini açıklayan 29 yayın saptandı. ev yapımı sistemler daha az pahalı ve adapte daha kullanıcı olması muhtemel ise, piyasada mevcut sistemler, yalındır kurmak nispeten kolay ve hızlı bir şekilde kurulum olabilir.
İmplante edilebilir EEG Radiotelemetry kılıf sistemleri veya bağlı yaklaşımlar giyilen bu fiziksel kısıtlama yöntemleri rekabet teknikleri ile karşılaştırıldığında bir çok avantaj vardır. İkincisi, tanımı gereği kısıtlama vardır yani., Hayvan hareket edemez ya da normal bir davranış bozulur. Hatta yeniden kazanılması için hayvan uyutmak için gerekli olabilirsorumlu veriler. Modern gergin sistemler ancak az kısıtlama olması muhtemel, ancak bu bilimsel olarak doğrulanmış olması gerekir. Öte yandan Radiotelemetry hayvanlar uzaysal bir kısıtlama olmaksızın ve böylece davranış tam repertuar kazanmasını sağlar ve yaklaşımları kısıtlama ve insanlarda 1,3 elde edilebilir sonuçlar daha tahmin için üstün olduğu düşünülmektedir. Bu kısıtlama yaklaşımları büyük ölçüde temel fizyolojik parametreleri, örneğin., Gıda alımı, vücut çekirdek ısısı, kan basıncı ve kalp atım hızı ve örnek 3 için fiziksel aktivite değiştirebilir iken oldukça bilinir. Gergin sistemler hala yaygın olarak kullanılan klasik kısıtlayıcı yaklaşımı 13,14 temsil etmektedir. Epidural veya derin ya elektrotları olan elektrotlar genellikle kafatasına demirlemiş bir minyatür soketine bağlanır. soket kendisi hayvanın nispeten serbest dolaşımı sağlayan bir kablo takılması için maruz kalmaktadır. although günümüzde gergin sistemleri son derece telkari ve son derece esnek hale gelmiştir, onun büyük dezavantajlarından biri hala yarı yasaklama olduğunu, olduğunu. hayvanlar vücutlarının (kafa) kaynaklanan herhangi bir harici aygıtları işlemek eğilimi gibi yanında elektrot implantasyon yerinde enfeksiyon riski olabilir. Çeşitli türlerde kablosuz Radiotelemetry teknoloji zaten geç 60s tarif edilmiştir ve bu on yıldır olmasına rağmen, ancak son zamanlarda, özellikle küçük laboratuar kemirgenlerde örneğin içinde, uygun maliyetli, güvenilir ve nispeten kolay kullanımlı 10,41,42 olmuştur sıçanlar ve fareler gibi. Küçük, minyatür implant edilebilir EEG vericiler şu anda ticari olarak temin edilebilir ve 20 g (~ 10 hafta) daha büyük farelere implante edilebilir. Bu nedenle, özellikle de transjenik fare modelini elektrofizyolojik karakterizasyon bugünlerde implante edilebilir EEG radiotelemetry uygulama baskın alanı haline gelmiştir. Hayvan boyutu artık mutlak bir deneysel SINIRLAMALI olduğunuaktaricilarin pilin ömrü ise tion gerçekten de. sınırlı yaşam süresine rağmen, implante verici sistemleri sistemlerini frenleyici potansiyel kayıt ilişkili stres ile ilgili en dezavantajları en aza indirmek yeteneğine sahiptirler. Kemirgenler dinlenme, lokomotor aktivite (keşif) ve uyku (REM, yavaş dalga uykusu) 43,44 olmak üzere fizyolojik davranış onların tam armamentaryumu sunabilirler. Önemlisi, implante radiotelemetry güçlü hayvan kullanımını 3 azaltabilir. Şu anda, bilimde deney hayvanlarının sayısını sınırlamak ve acılarını azaltmak için nasıl yoğun bir tartışma var. Açıkçası, hayvan deneyleri ve insan ve hayvan hastalıklarının hayvan modellerinde alt-line patofizyolojisi ve tedavide müteakip ilerleme anlayışımız için çok önemlidir. Ayrıca, hayvan deneyleri, ilaç araştırma ve geliştirme çok önemlidir. Onlar büyük ölçüde ilaç ruhsatlandırma preklinik / toksikolojik çalışmalarına katkı yapmakböylece hem insan hem de hayvan bakımı için taahhütte. Şu anda hiçbir alternatifi henüz ortaya edilecek, aksi takdirde imkansız olurdu karmaşık patofizyolojik mekanizmaları anlamak için hayvan araştırmaları için kullanılabilir olduğunu, çekicidir. Aynı zamanda, 3R, yani en., AB ve ABD yerine, azaltılması ve arıtma stratejisi güçlü tamamlayıcı ve alternatif yöntemleri ile ilgili araştırmaların teşvik eder. Radiotelemetry diğer tekniklerle karşılaştırıldığında deney hayvanlarının sayısı ve bunların acı azaltabilir olarak başarılı 3R stratejisinin önemli bir örnektir.
Burada farelerde ve sıçanlarda bir radyofrekans verici bir deri altı torbanın implantasyon gerçekleştirmek için ayrıntılı ve bitişik adım adım bir yaklaşım sağlar. Bu ilk dizi stereotaksik epidural ve derin intraserebral EEG elektrot konumlandırma bir açıklama ile takip edilmektedir. Özel dikkat barınma koşulları, anestezi, peri ve postoperatif ağrı ödenirYönetim ve muhtemel anti-enfeksiyon tedavisi. Odak güvenilir epidural ve derin intraserebral yapıların hedef bilgisayarlı 3D stereotaksik yaklaşım olduğunu. Biz de ameliyat sonrası iyileşme sırasında travma ve ağrı yönetiminin optimizasyonu azaltılması için sık sık deneysel EEG elektrot implantasyonu içinde tuzaklar ve stratejiler hakkında yorum. Son olarak, yüzey ve derin EEG kayıtları örnekleri sunulmaktadır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Etik Beyanı: Tüm hayvan deneyleri yerel ve kurumsal Hayvan Bakımı Konseyi (Bonn Üniversitesi, BfArM, LANUV, Almanya) kurallarına göre gerçekleştirildi. Buna ek olarak, tüm hayvan deneyleri üstün mevzuat, örneğin uygun olarak yürütülmüştür., 24 Kasım 1986 (86/609 / EEC) ya da bireysel, bölgesel veya ulusal mevzuat, Avrupa Birliği Konsey Direktifi. Belirli çaba kullanılan hayvanların ve onların acıları sayısını en aza indirmek için yapılır.
1. Deney Hayvanları
- Deney hayvanları ve türlerinin seçimi
- Yani kemirgenlerde radiotelemetrik çalışmalar yapmak., Fareler ve belirli bir insan hastalığı 7,9,45,46 ilgili homoloji, İzomorfizm ve öngörülebilirlik gereklerini yerine sıçan.
Not: Mevcut Çeşitli fare ve sıçan suşları temel fizyolojik ve patofizyolojik characterist farklılık ciddi olabilirics 47-49. - Düşünün ya da önceki sonraki elektrofizyolojik örneğin deneyleri, Anesteziyoloji, uyku mimarisi ve nöbet duyarlılık 50,51 geçerli dozlarda yanıt gerçekleştirmek için fare / sıçan suşları fizyolojik ve patofizyolojik özelliklerini değerlendirir.
- Çalışma tasarımında cinsiyete özgü özelliklerine dikkat edin. Östrus döngüsü güçlü merkezi ritmini, sirkadiyen bağımlılık, uyku ve nöbet aktivitesini 52-54 etkileyebilir. Böylece, cinsiyete özgü analizi gerçekleştirmek.
Not: mali ve deneysel kapasitesi sınırlı ise, erkek farelere kısıtlama tavsiye edilir.
- Yani kemirgenlerde radiotelemetrik çalışmalar yapmak., Fareler ve belirli bir insan hastalığı 7,9,45,46 ilgili homoloji, İzomorfizm ve öngörülebilirlik gereklerini yerine sıçan.
- Hayvan konut ve taşıma
- Ev fareler ve sıçanlar filtre üst kafeslerde ya da daha iyi bireysel havalandırılmış kafeslerde.
- Münhasıran implante hayvanlara adanmış özel laboratuvar odalarında yerleştirilir havalandırılan dolapları ve sonraki kayıt hayvan tesisinden fareler aktarın (Şekil1).
- .% 60 görece nem ve geleneksel bir 12 saat ışık / karanlık döngüsü - karayolu taşımacılığı, standart koşullar altında, bir havalandırılmış kabininde bir hafta için bir yer hayvanlar, örneğin, 21 ± 2 ° C ortam sıcaklığında, sonra 50 iklimlendirme.
- Cerrahi implantasyon öncesinde, 3'lü gruplar halinde ev fareler - şeffaf polikarbonat kafesleri tip II 4 (26.7 cm x 20.7 cm x 14.0 cm, alan 410 cm 2) içme suyu ve standart gıda pelet ad libitum erişimine sahip. Şeffaf polikarbonat kafesleri tip III kullanın (42.5 cm x 26.6 cm x 18.5 cm, 800 cm alan 2) sıçanlar için.
- izolasyon sonra deney sonuçlarını etkileyen strese neden olabilir olarak / bu aşamada hayvanların izole ayırmayın. Ancak, cerrahi aletlere sonra ev hayvanları ayrı ayrı hayvanlar yara stiches / sütürler veya metal klips (aşağıya bakınız) işlemek için eğilimindedir.
- onlar s çeşitli uygunsuz değerlendirilecektir açık barınma koşullarının kaçınıncientific sorular, örneğin., uyku çalışmaları.
- Bu hayvanlar için ek stres oluşturduğu olarak ne fareler ne de sıçanlar birbirlerinin varlığını hissedebilir, böylece fare ve sıçan özel ekipman kullanın.
2. EEG Radiotelemetry Sistemi
Not: açıklanan protokol yüzeyi ve derin intraserebral EEG kayıtları (Şekil 2) için kullanılan ticari olarak satılan telemetri sistemleri dayanmaktadır.
- Farelerde ya da sıçanlarda implantasyon için uygun olan bir radyo frekansı telemetri implant kullanımı gibi., Tek kanallı bir verici ya da iki-kanallı verici.
Not:. Her iki vericiler, çeşitli Biyopotansiyellerin ölçme yeteneğine sahip, yani elektroensefalogram (EEG), elektrokardiyogram (EKG), elektromyogram (EMG), ama aynı zamanda fiziksel aktivite ve sıcaklık. Onlar manyetik tahrikli açma-kapama mekanizması var. Verici ve algılama kabloları steril sağlanır. Verici iseyeniden kullanılmak üzere sterilizasyon için üreticinin talimatlarını izleyin. - yüksek frekanslı gamma analizi için (örneğin 500 Hz kadar), yüksek nominal (5.000 Hz f) örnekleme hızı ve (500 Hz B) verici bant genişliği ile vericilerini seçin. Özellikle, Nyquist-Shannon örnekleme sınırı dikkate yani., EEG verileri değil ötesinde, f / 2 mutlak maksimum analiz edilebilir. Güvenilir frekans analizi için, f / 10 bir frekans bant genişliği (B) - / 5 f tavsiye edilir.
Not: Vericinin teknik özelliklere uygun olmalıdır ele alınması bilimsel bir soru.
3. Anestezi ve Ağrı Yönetimi
- izofluran inhalasyon narkoz kullanın.
- % 5 izofluran ve 0.8 - 1 -% oksijen veya karbojen (% 5 CO2 ve% 95 O 2) L / dak 4 ile doldurulmuş bir "indüksiyon odasında" hayvan. Bir silikon yüz maskesi bir akış 1.5 sağlayan anestezi istenen derinliği sürdürmek-% 3.0 isofluran 0,8-1% oksijen veya karbojen L / dk (Şekil 3A).
Not: Uygun izofluran konsantrasyonu vücut ağırlığının (dağılım hacmi), yaş, cinsiyet ve hayvanın genetik durumuna göre değişir. Gaz anestezi ekipmanı mevcut değilse, yani, "indüksiyon odası", carbogen veya oksijen kaynağı, debimetre, izofluran buharlaştırıcı sistemi atma, bakınız bölüm 3.2. Bir emme sistemi (süpürücü sistemi, Şekil 3A) deneyci izofluran maruz kalmasını önlemek için yüklü edilmelidir tarafından çekilen (tüp gösteri için bir video belgede gösterilmemiştir).
- % 5 izofluran ve 0.8 - 1 -% oksijen veya karbojen (% 5 CO2 ve% 95 O 2) L / dak 4 ile doldurulmuş bir "indüksiyon odasında" hayvan. Bir silikon yüz maskesi bir akış 1.5 sağlayan anestezi istenen derinliği sürdürmek-% 3.0 isofluran 0,8-1% oksijen veya karbojen L / dk (Şekil 3A).
- inhalasyon aneesthetics bir seçenek olmadığı zaman, enjekte anesteziklerin anestezi gerçekleştirin. % 0.9 NaCl içinde esketamine hidroklorür (kemirgen dozu 100 mg / kg) ve ksilazin hidroklorür (kemirgen dozu 10 mg / kg) 'in bir bileşimini hazırlamak ve karın içinden vücut ağırlığına göre hayvan enjekte edilir.
- hayvanlar dikkatli gözlemlemekkuyruk tutam, ayak tutam kullanarak anestezi derinliği ve (-; sıçan 70-115 nefes / dk 220 solunum / dk fareler 150) solunum hızını izleyerek y. Mümkün Soluyarak kontrol edin.
Not: Farklı fare ve sıçan hatları anestezi farklı duyarlılıklar gösterebilir. Aynı transgenik fare modelleri için de geçerlidir.
Not: Endotrakeal entübasyon kemirgenlerde bir zorunluluk değildir. Aslında, entübasyon trakea zarar görme riskini arttırır.
4. Cerrahi Aletler - Genel Yönleri
- sırasında ilave sıcaklık uygulayın ve ameliyat sonrası vücut çekirdek sıcaklığını korumak için ılık su battaniye, elektrikli ısınma plakaları, ısı lambaları, basınçlı sıcak hava üniteleri ya da cep ısıtıcıları dolaştırarak kullanarak. 38.0 ° C (98.6 - - 100.4 ° F) 36.5 de ikincisi koruyun.
Not: Küçük kemirgenler nedeniyle vücut yüzeyine (fare, 10.5 x (g ağırlık) 2/3; fareler, 10.5 x g (ağırlık) 2/3) yüksek oranı hipotermi yatkındırlarVücut hacme. - kornea kuruma önlemek ve yanıp sönen refleksi tamamen geri gelene kadar petrol bazlı suni gözyaşı merhemi ya da dekspantenol (video belgesine bakın) bütün implantasyon işlemi sırasında ve erken iyileşme ile gözleri kapsamaktadır.
- Otoklav cerrahi aletler (Malzeme Tabloya bakınız) sterilizasyonu için ya da onları dezenfektanlar içinde yerleştirin.
Not: Bir zarif ve hızlı bir şekilde cam boncuk ile bir ısı bazlı cerrahi alet sterilizatörünün kullanılmasıdır. - binoküler cerrahi büyütme mikroskop ve esnek ya da kendi kendini destekleyen, hareketli ışık kılavuzları aracılığıyla yoğun aydınlatma için kullanılabilir bir soğuk ışık kaynağı var.
- Temiz bir laboratuvar önlüğü, bir yüz maskesi, bir kafa kapağını ve steril eldiven giyin.
Not: Optimal malzeme ve cihazları laboratuardan laboratuara değişebilir ve özel laboratuar ve kurumsal gereksinimleri karşılaması gerekir.
5. Cerrahi - Verici Yerleştirme
- vücudu hai kaldırBir tıraş kullanarak tam anestezi fare / sıçan gelen derisi r. Tıraş bir dezenfektan kullanarak alanı, örneğin,% 70 etanol ve iyot bazlı fırçalayın temizleyin. cilt tahrişine veya enflamasyon aşırı maruz kalma kaçının. Anestezi sırasında vücut ısısını korumak için bir ısıtma battaniyesi üzerine pozisyonda hayvan yerleştirin.
- Bir neşter kullanılarak, alından kafa derisi üzerinde orta hat kesi yapmak (yani Bregma kraniyometrik dönüm görünür olur) boyun (yamuk kas görünür hale böylece). ense kesi sitesinden başlayan ve cerrahi makas kullanarak, künt diseksiyon ile hayvanın yanal kanadı boyunca subkutan keseyi açın.
- deri altı kese içinde 1 ml% 0.9 NaCl enjekte edilir. yakın ventral karın bölgesine kanadını da deri altı cebe içinde cranially odaklı algılama yol ile vericiyi yerleştirin. Verici bir dikiş sekmesi varsa, bir veya daha fazla sti kullanarak sırt / yan derisine vericiyi saptamak(Over-ve-over dikişlerle) ches.
Vericinin bu tespiti bir zorunluluk olmadığını unutmayın. cerrahi bölgeye ve verici implantın kirlenmesini önleyen özel dikkat. Örtüler doğru steril olmayan alanlardan steril izole etmek için kullanılır. - post-operatif bakım ve ağrı yönetimi için 8. bölüme bakınız.
6. Stereotaksik Yüzey Elektrot İmplantasyonu
- Anestezi altında stereotaksik çerçeve hayvan koyun ve kafatasının Bregma ve lambda craniometrics görülecek aynı seviyede (Şekil 3B) oluşturacak şekilde özenle barlar yardım ve burun kelepçe ile baş pozisyonu. kulak çubukları kullanarak iç kulak zarar vermeyin. pamuk topları Gerekirse kulak çubukları örtün. Bu önlemler stereotaksik çerçeve içinde baş sıkı tespiti için izin verir.
- temporal ve oksipital kasları zarar vermeden pamuk ipuçları ile periosta temizleyin. yüzeysel ince bir tabaka bir ön işleme tabiSıçan kafatası için fare kafatası ve% 3 H 2 O 2 için% 0.3 H 2 O 2 ile kafatası. Bu prosedür açıkça böyle bregma ve lambda (Şekil 4B, C) olarak kranial sütür ve craniometrics işaretlerini ortaya çıkarır.
- kulak çubukları ile stereotaksik çerçeve de dahil olmak üzere fareler ve sıçanlar için özel, tam donanımlı stereotaksik kurulum kullanın burun kelepçe boyutu adapte sırasıyla fareler ve sıçanlar için. stereotaksik çerçeve izofluran buharlaştırıcı ve izofluran çöpçü modülüne bağlantıları olan bir gaz anestetik maskesi içerdiğinden emin olun.
Not: Belirli bir fare ve sıçan beyin bilgisayarlı 3D stereotaksik kurulum tavsiye edilir, eksenel koronal ve sagital görüşlerini izin, navigasyon ve 3D atlas için bir kullanıcı arayüzü de dahil olmak üzere yazılım koordinat. - stereotaksik çerçeve dikey kolunda hassas matkap monte edin. Kafatasının eğer üstünde seçim koordinatlarında küçük bir iz bırakarak dikey koluna monte edilmiş bir kalem veya kalem kullanınHiçbir bilgisayarlı stereotaksik sistemi mevcuttur.
- Matkap delikleri dikkatle fareler ve sıçanlar ciddi neurocranial kemik kalınlığı farklılıklar dikkate alınarak. Buna ek olarak, fare kafatası kemiklerinin kalınlığı şiddetle farelerde, örneğin, lokalizasyonu bağlıdır unutmayın os nasale: orta hat bölümü: 320-390 mikron, yanal bölüm: 300-430 mikron; os parietale: orta hat bölümü: 210 - 250 mikron, yanal bölüm: 200-210 mikron; os occipitale'in: orta hat bölümü: 600-730 mikron, yanal bölüm: 380-420 mikron).
- Matkap delikleri basınç serbest maksimum hızda.
Not: Bu matkap kafası ve özellikle kortikal alanda potansiyel zarar ani bir atılım neden olabilir kafatası, bir tonik aplanasyon önler. Kraniotomi için, bir beyin cerrahisi yüksek hızlı hassas motorlu matkap sistemi şiddetle tavsiye edilir. - Tipik matkap kafası çapı seçim koordinatlarında matkap çapak delik0,5 mm - 0.3.
Not: deliklerin çapı elektrot çapına bağlı olarak daha küçük olabilir. Genel bir kural olarak, çapı daha küçük ve daha az hasar üretilir. - Viraj Epidural elektrot olarak hizmet vermektedir ve seçim koordinatlarında deliğe dura mater doğrudan yerleştirin aktaricilarin algılama kurşun ucu. Alternatif olarak, verici (Şekil 4A) algılama uçları ekleyebilirsiniz mekanik kortikal vidalar kullanın ve.
- . Kranial 1 mm, yanal 1.5 mm (sol hemisfer): Yüzey, örneğin gelen kayıtlar için, kemirgen motor korteks M1 / M2, en örn elektrot, yerleştirin. Serebellar korteks epidural referans elektrot yerleştirin: bregma bregma 1 mm (sağ hemisfer) (Şekil 4D) yanal Bregma 1 mm (sol hemisfer) ya da Bregma -6 mm yanal -6 mm,.
Not: Bir electroencephalographically sessiz bölge olarak beyincik bir referans olarak hizmet vermektedir. Stereotaxic koordinatları fareler ve sıçanlar için standart bir stereotaksik atlas elde edilebilir. - Son derece sert ve altta yatan Neurocranium'un kuvvetli yapışır veren cam iyonomer diş çimento (su bazlı) ile elektrotlar sabitleyin.
Not: Cam iyonomer diş çimento kullanılırsa, hiçbir bağlama vidaları elektrotları sabitlemek için gereklidir. - 5 dakika boyunca kurumaya çimento bırakın. emilmeyen 5-0 / 6-0 sütür materyali ile aşırı ve üzerinde sütür kullanılarak kafa derisi kapatın. Seçenek olarak ise, deri yapıştırıcı kullanılabilir. Yakından elektrot implantasyon sitesinde dayalı EEG kayıtlarının kalitesini izlemek. Not: kemikleşme delinmiş deliklerden o zaman elektrotlar kaldırmak için yeteneği vardır oluşabilir. Bu durum EMG ve EKG kirlenme azalmış EEG kalitesine yol açabilir ve böylece optimum kayıt süresini sınırlayabilir.
- post-operatif bakım ve ağrı yönetimi için 8. bölüme bakınız.
- Doğrulama EEG elektrot pozisyonu post mortem.
- ötenazi içinBir kuluçka odasında hayvan (lar) yerleştirin ve% 100 karbondioksit tanıtmak. inkübasyon odası içinde mevcut olan hava eklenmiş, karbon dioksit ile dakika başına odacık hacminin% 30 -% 10 arasında bir dolgu oranı kullanın. Bu hayvanlara en az sıkıntı ile hızlı bilinç kaybı ulaşmak için uygun değildir.
Not: Bu sıkıntılı olduğu gösterilmiştir gibi karbondioksit konsantrasyonları için>% 70, bilinçli hayvanların ani maruz kaçının. - solunum yetersizliği ve soluk göz rengi için her fare / sıçan dikkat edin. Solunum durması takip eden 1 dakika en az CO 2 akışını sürdürmek. bilinçsizlik beklenen süresi genellikle 2 içinde 3 dakika etmektir.
- Her iki işaretleri görülmektedir, o zaman kafes kemirgenler kaldırmak; Aksi CO 2 onları teşhir devam edin. bilinçsizlik 2 dakika 3 içinde vuku bulmadığı takdirde, oda doluluk oranını kontrol edin.
- Doğru elektrot yerleşimi doğrulamak için, beyin, post mortem kökünü kazımak gibi., CO aşağıdaki
- 2 Postfix'i beyinleri - oda sıcaklığında 4 saat,% 4 PFA daha fazla işlem kadar 4 ° C 'de PBS ve mağaza beyinleri içinde% 30 sukroz içinde soğuktan koruma eklenmiştir.
- Kriyostat kesit için numune matrisi kullanarak, bir stereotaktik blok üzerine beyinleri dondurmak ve bir kriyostat kullanılarak 60 mikron koronal dilim kesti. şube kanalı ve eski elektrot pozisyonunu görselleştirmek için standart teknikler kullanılarak Nissl mavisi cam slaytlar, açık havada kurumaya ve leke üzerine Dağı dilimleri.
Not: Bu yaklaşım aynı zamanda yüzey elektrotları yanlışlıkla korteks üstünde küçük bir sıkışma bırakarak derin yerleştirilir olup olmadığını ortaya koymaktadır.
- ötenazi içinBir kuluçka odasında hayvan (lar) yerleştirin ve% 100 karbondioksit tanıtmak. inkübasyon odası içinde mevcut olan hava eklenmiş, karbon dioksit ile dakika başına odacık hacminin% 30 -% 10 arasında bir dolgu oranı kullanın. Bu hayvanlara en az sıkıntı ile hızlı bilinç kaybı ulaşmak için uygun değildir.
7. Stereotaksik Derin İntraserebral EEG Elektrot Implantatiyon
- 6.2 - bölümlerde 6.1 de tarif edildiği gibi bir hayvan kafa derisi ve kafatası ön-muamele. , Dikkate maddi özelliklerini alarak, örneğin., Çap ve empedans ve vericinin algılama uçları mümkün bağlantısı, dikkatlice derin elektrotlar türünü seçin.
Not: Parylene kaplamalı çelik ve tungsten elektrotlar yaygın olarak kullanılmaktadır. elektrot özellikleri, bireysel deneysel uymak zorunda. Elektrotlar, steril sağlanmazsa, bunlar kullanımdan önce% 70 etanol içinde inkübe edilmelidir. Elektrotlar Bu deneysel amaçla kaplanır gibi ısı esaslı sterilizasyon uygulanabilir değildir. - stereotaksik sistemini kullanarak bölüm 6'da tarif edildiği gibi seçim koordinatlarında delik. , Kaudal 2 mm yanal 1.5 mm (sağ hemisfer): Bir yoğun olarak araştırılmıştır beyin alanı olarak hizmet veren, örneğin fare CA1 bölgesini, hedeflemek için, bregma atıfta aşağıdaki koordinatlarda diferansiyel elektrot yerleştirmekve dorsoventral (derinlik) 2 mm. Serebellar korteks üzerinde epidural referans elektrot yerleştirin, örneğin., Bregma 1 mm (sağ veya sol hemisfer) (Şekil 4D, E) yanal Bregma -6 mm.
Not: Serebellar elektrot beyincik sessiz bölgeye bir sözde referans elektrodu ile hizmet vermektedir. Stereotaksik koordinatları fareler ve sıçanlar için standart bir stereotaksik atlas elde edilebilir. - Onlar ne kadar derin beyin içine eklenecektir göre gerekli uzunlukta derin elektrotlar kısaltın. arasında 90 ° açıyla her iki bölümleri bükerek verici kurşun paslanmaz çelik sarmalın elektrodun ekstrakranial bölümünü bağlayın.
- mekanik vericinin algılama kurşun derin elektrot klibi. Bu EEG kaydı önemli gürültü neden olabilir olarak mümkün olduğunca lehim yapmayınız. ucundaki dış silikon izolasyon kısa bir bölümünü kaldırarak verici kurşun paslanmaz çelik sarmalı Açığasteril bir neşter bıçak kullanarak verici kurşun.
- derin beyin elektrot vericinin kurşun rewire. Her iki komponentin (Şekil 4F) ve uygun ve kararlı bir bağlantı sağlar. steryotaksik bir cihazla dikey koluna implante elektrodu (mekanik verici kablosuna bağlı olan) takın.
- Son derece sert ve altta yatan Neurocranium'un kuvvetli yapışır veren cam iyonomer diş çimento (su bazlı), elektrodu sabitleyin. 5 dakika boyunca kurumaya çimento bırakın. emilmeyen 5-0 / 6-0 sütür materyali ile aşırı ve üzerinde sütür kullanılarak kafa derisi kapatın. Seçenek olarak ise, deri yapıştırıcı kullanılabilir.
- Yakından elektrot implantasyon tarafında dayalı EEG kayıtlarının kalitesini izlemek.
Not: kemikleşme delinmiş deliklerden o zaman elektrotlar kaldırmak için yeteneği vardır oluşabilir. Bu, EMG ve EKG kirlenme indirgenmiş EEG kalitede olmasına neden olur ve bu nedenle en iyi rec sınırlayabilirording süresi. Bu derin elektrot yerleştirme için özel öneme sahiptir. - post-operatif bakım ve ağrı yönetimi için 8. bölüme bakınız.
- Doğrulama EEG elektrot yerleştirme sonrası olarak bölüm 6.13 tarif ölüm.
8. Post-operatif Bakım ve Post-operatif Ağrı Yönetimi
- sternal yatma korumak için yeterli bilinci yerine kadar gözetimsiz bir hayvan bırakmayın.
- Tamamen iyileşene kadar diğer hayvanların şirkete ameliyat geçirmiş bir hayvan iade etmeyin.
- 2 agonistlerin, lokal anestezi ve nonsteroid anti-inflamatuar ilaçlar (NSAID) a, narkotik eroin, opioid agonist / antagonist 55-60 nedeniyle lütfen unutmayın: post-operatif ağrı yönetimi için, aşağıdaki gruplardan birinin bir ilaç seçin. ameliyat şiddeti 3 gün analjezik tedavisi tavsiye edilir.
- Fare: buprenorfin kullanıyorsanız, aşağıdaki doz yönetmek 0.05- 0.1 mg / kg, ip, sc, her 6-12 saat; sıçan: 0,01-0,05 mg / kg, ip, sc, her 8-12 saat.
- Fare: butorfanol kullanarak, aşağıdaki doz tatbik 1,0-5,0 mg / kg, sc, her 4 saat; sıçan: 2,0-2,5 mg / kg, sc, her 4 saat.
- tramadol kullanarak, aşağıdaki doz uygulanacak: Fare, sıçan: 10-30 mg / kg, IP
- Fare: fluniksin kullanarak, aşağıdaki doz tatbik 2.5 mg / kg, sc, her 12 saat; sıçan: 1.1 mg / kg, sc, her 12 saat.
- Fare: ketoprofen kullanarak, aşağıdaki doz tatbik 5 mg / kg, sc, her 12-24 saat; Sıçan 5 mg / kg, sc, her 12-24 saat.
- metamizol kullanarak, aşağıdaki doz uygulanacak: Fare, sıçan: 100 mg / kg, ip, her 8 saat.
- meloksikam kullanarak, aşağıdaki doz uygulanacak: Fare, sıçan: 1 mg / kg sc, her 24 saat süredir.
- Fare: karprofen kullanarak, aşağıdaki doz tatbik 5-10 mg / kg, sc, her 12-24 saat; sıçan: 2,5-5,0 mg / kg, sc, her 12-24 saat.
- -asetasit-metilester kullanıyorsanızFare: minophen, aşağıdaki doz tatbik 300 mg / kg, po, her 4 saat; sıçan: 100-300 mg / kg, her 4 saat.
- (Yardımcı analjezik olarak) lidokain kullanılarak, aşağıdaki doz uygulanacak: Fare, sıçan: 1-4 mg / kg sc
- karprofen kullanırken (kemirgen doz 5-10 mg / kg sc,% 0.9 NaCl içinde seyreltilmiş) - cerrahi aletlere bitmeden 15 dakika ve sonraki iki tekrarlayın uzun ömürlü post-operatif ağrı yönetimi için, ilk enjeksiyonu 10 gerçekleştirin günde bir kez gün.
- Ameliyat sonrası, gıda alımını kolaylaştırmak için nemli granül besleme. Dikkatle gıda alınmasına (~ 15 g / 100 g / d; ~ 5 g / 24 saat) ve su (~ 15 mi / 100 g / d; ~ 5 mL / 24 saat) tüketimi.
- normal duruş ve davranışları iadesi için yakından hayvan izleyin.
th menenjit veya ensefalit inflamatuar işaretleri sürece mutlak bir zorunluluktur gibi enrofloxacin veya trimetoprim-sülfonamidlerin olarak Sistemik antibiyotik sık sık tavsiye edilir ancak: Notimplantasyonlarının e siteleri tespit edilir. - farelere tam ileri analiz için EEG kayıtları başlamadan önce kurtarmak için en az 10 ila 14 ek gün verin.
Not: Belirli deneysel görevler daha uzun iyileşme dönemleri gerekebilir. - Takip implantasyon sonrası postoperatif iyileşmeyi vücut ağırlığının cerrahi sonrası gelişimini değerlendirerek. 14 günlük iyileşme süresinden - 10 sırasında ağırlık hafif, ama düzenli bir artış izledi 5 cerrahi sonrası - vücut ağırlığında maksimum azalma normalde günde yaklaşık 4 gözlenmektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Bu bölümde yüzey ve derin, intraserebral EEG kayıtları elde edilen örnekleri göstermektedir. Başlangıçta fizyolojik koşullar altında bazal kayıtları önce örneğin aşağıdaki sonraki kayıtlar, farmakolojik tedavi zorunlu olduğu ifade edilmelidir. Böyle temel kayıtlar farklı davranış devletler ya da uyku / sirkadiyen ritim ile beyin ritim fonksiyonel bağımlılık hakkında değerli bilgiler verebilir. Burada, proconvulsive / Psiko ilaçların akut uygulamasını takiben kaydedilen nöbet aktivitesinin örneklerini göstermektedir. Yukarıda belirtildiği gibi, EEG radiotelemetry uygulamanın bir ortak alan epilepsi araştırmadır. Epilepsi modeller akut ve kronik farmakolojik modeller yanı sıra epilepsi genetik (transgenik) modelleri bulunur. Burada R / S-baklofen olarak, 20 mg / kg, bicucullinemet ip uygulamasının neden olmayan konvülsif olmaması gibi nöbet, akut modelini göstermektedir10 mg / kg hobromide. Hücreye girişini - farmakodinamik, baklofen Cl önleyen bir GABA (A) antagonisti bicuculline ise öncesi ve postsynaptically her iki hücre dışında K + akışını arttıran bir GABA'nın (B) reseptör agonistidir. GABA (A) talamokortikal-kortikotalamik devresi içindeki başlangıç ve hyperoscillation ve hipersenkronizasyonu bakım reseptörlerinin aktivasyonu. Şekil 5B, Cı R IP uygulamasının ardından epidural EEG gösterir / S-baklofen (20 mg / kg) ve bicucullinemethobromide (10 mg / kg). 10 mg / kg IP veya pentilentetrazol (PTZ) 'lık bir dozajda 4-aminopiridin (4-AP) sistemik uygulamasının, farelerde ve sıçanlarda jeneralize tonik-klonik nöbetler yol açabilir. 4-AP veya PTZ enjeksiyonu takiben, hayvanlar doza bağımlı şiddetinde motorik işlemlerden, örneğin., Şiddetine ve süresine tipik bir zamansal dizisini göstermektedir. Nöbetler normalde mil tarafından izlenen bir hipoaktif devlet başlamakd ağırlıklı vibrissal seğirmesi, baş ve / veya ön ayakları ile yüz etkiler kısmi miyoklonus. Bu kısmi nöbet durumu daha dik duruş kaybı veya dört bacaklarda içeren tüm vücut klonus ile karakterize bir miyoklonus içine genelleme olabilir. İkinci atlama, vahşi çalışan ve arka ayakların nihayet bir tonik uzantısı ile karakterizedir. 4-AP (10 mg / kg), aşağıda tipik epidural EEG kayıt Şekil 5A'da gösterilmiştir. Kayıt Bu epidural tip, yani nöbet gelişiminin erken aşamalarında ortaya çıkarma yeteneğine sahiptir., Miyoklonik baş hareketi, yüksek hassasiyet ile yüz ve ön ayakları) ve gerizekalı. Yüksek EMG, yani., Kas aktivitesi ile bağlantılı motorik nöbet aktivitesinin yüksek derecede olmasa da, EEG kayıtlarının minimal EMG kirlenme gözlenmiştir. Şekil 5A bariz hale geldikçe, sporadik başak aktivite (*) tipik bir başak / dikenli / ekser ile jeneralize klonus tarafından takip edilirdevamlı diken aktivitesi takip eden bir bölüm, ardından E-dalga şekli (1). EMG kirlenme neredeyse tespit olduğuna dikkat edin. Kayıt segmenti nedeniyle tüm vücut klonus gelişmiş kas aktivitesi ile karakterize olmasına rağmen, beyinden kaynaklanan başak etkinliği belirgindir ve EMG kirlenme son derece düşüktür. Bu örnek, önerilen deneysel yaklaşım EEG sinyalleri EMG eserler ile maskeli beklenen ne zaman, seçici bile jeneralize nöbet şartlarında EEG sinyallerini kayıt yeteneğine sahip olduğunu kanıtlıyor. Burada tarif edilen her enjeksiyon altında farmakolojik uygulamanın ardından, enjeksiyondan önce kayıt gerektiren bu ilaç enjeksiyonu rejimleri edin. Kontroller plasebo enjekte / araç enjekte hayvanları içermelidir.
Tipik bir intraserebral beyin hedef hipokampus, örneğin, CA1 bölgedir. Hipokampal nöbet aktivitesi kainik asit (KA), ya da N-metil ile indüklenebilirP-D-aspartat (NMDA). olmayan NMDA reseptör agonisti KA, genel olarak 10-30 mg / kg bir dozda intraperitonal olarak uygulanır. Hipokampal nöbetler akut çeşitli glutamat reseptör agonistlerinin yol açtığı edilebilir önemli bir nöbet alt grubu temsil etmektedir. Yukarıda açıklanan derin elektrot implantasyonu prosedürü kullanarak, KA kaynaklı hipokampal nöbetler yüksek hassasiyet (Şekil 5D) ile kaydedilebilir. KA Bunun yanı sıra, hipokampal nöbetler 150 mg / kg'lık bir dozda NMDA IP uygulaması ile indüklenebilir. KA hayvanları tedavi gibi NMDA uygulanan fareler, bazen ölüm paroksismal çizilmeye, aşırı hareketlilik ve çizerek, tonik-klonik konvülsiyonlar bir dizi aracılığıyla nöbetler gelişir ve.
Şekil 6 en popüler kronik hipokampal nöbet modelinde, yani eşzamanlı kortikal (epidural) ve hipokampal (derinlik) EEG örneklerini göstermektedir., Mesial temporal lob epi pilokarpin modeli Sıçanlarda epilepsisi (mTLE). Bu unutulmamalıdır ki EEG eserler kimi zaman taklit ictiform deşarjları (Şekil 7). Böylece özel önem EKG, EMG azaltmak için ödenecek olan ve dışarıdan EEG sinyal bozukluğu kaynaklı. Burada tarif edilen implantasyon EEG sinyal kirlenme maksimum azalma sağlayan dikkat edilmelidir. örneğin, korumalı olabilir harici elektrik cihazlardan eserler ya sonuç, bir Faraday kafesi ya da beyin dışında elektrotlar kaldırmak eğilimindedir delinmiş deliklerin etrafında kemikleşme süreçleri ile. Bu sonuncu teknikte deneysel sınırlama işaretler zamana bağlı bir işlemdir. O nöbet kaydı unutulmamalıdır ve analiz burada açıklanan tekniklerin uygulanması sadece alan değil. Yüzey ve derin intraserebral EEG nöropsikiyatrik hastalıkların hayvan modellerinde ve Örnek uyku çalışmaları için, örneğin, kompleks zaman-frekans analizi için kullanılabilir.
ove_content "fo: keep-together.within sayfa =" 1 ">
Şekil 1:. Radiotelemetry Konut Koşullar in vivo farklı fare veya sıçan hatları veya insan hastalıklarının farmakolojik veya transgenik çizgiler çalışmalar-içi bireysel değişkenliği ve karıştırıcı faktörlerden kaynaklanan potansiyel önyargı en aza indirmek için yüksek standardizasyon gerektirir. Uygun barınma koşulları, yüksek kaliteli kayıtlar ve geçerli telemetrik sonuçlar için bir önkoşuldur. laboratuar raflarda Açık barınma koşulları kayıt için uygun değildir. Bunun yerine kayıt bir hayvan imkan içinde gerçekleştirilebilir ya da havalandırılmış kabinlere (A) olmalıdır. İdeal olarak, havalandırmalı dolaplar sadece ameliyat öncesi ve cerrahi sonrası konut ve kurtarma için kullanılmaz, aynı zamanda bu şekilde EEG kaydı (B) çevre koşulları ve rahatsızlık eksikliği istikrarı garanti eder. kayıt bir delik gerçekleştirilen edilemiyorsailated kabine, onlar çevre kontrollü hayvan odasında (C) içinde bir Faraday kafesi içinde yapılmalıdır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 2:. Standart EEG Radiotelemetry Sistemi ve Radyofrekans Vericiler kendine yapılan sistemlerin yanı sıra, ticari olarak temin edilebilen sistemler bir dizi piyasada bulunmaktadır. Bu sistemin temel kurulum (A) tasvir edilmiştir. Sistem bir radyofrekans verici, alıcı levha, bir çoklayıcı olarak hizmet eden, bir veri değişimi matrisi ve veri edinme, işleme ve analiz çekirdek birimi içerir. frekans analizleri, nöbet algılama ve uyku analizi için özel yazılım modülleri sunulmaktadır. vericilerin çok tip olduğu birhangi türlerin bağlı ullanılabilir araştırılması gerekiyordu ve bilimsel soru. B) implante fareler, alıcı plakaları ve standardize kayıt koşullarına. C) Bir yetişkin C57Bl / 6J fare için havalandırmalı kabine içine yerleştirilmiş bir çoklayıcı ve 2 kanal bağlı olduğunu radyofrekans verici. D) 4 hafta elektrot implantasyonu ve sabitleme izni ile 61 ve 62 yeniden basıldı cam iyonomer çimentosu () kullandıktan sonra kafatasının dorsal görünümü. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3: Fare ve Sıçanlarda için Anestezi ve Stereotaksik Kurulum. A) izofluran kullanarak Gaz anestezi sistemi. Bir hassas yüksek hızlı diş matkap mou olduğunusırasıyla, farelerde ve sıçanlarda için 3 boyutlu bir steryotaksik bir cihazla ilgili nted. Company sıcaklık bir ısıtma yastığı. B) matkap, stereotaksik kulak çubukları ve izni ile 62 yeniden basıldı burun kelepçe () Close-up kullanılarak verilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 4: Stereotaksik Yüzey ve Derin Elektrot İmplantasyon. Fareler ve sıçanlar. B) Anatomik yapıları ve kemirgen kafatası yerlerinden epidural elektrot yerleştirme A) Programı. % 0.3 H 2 O 2 hazırlanan edilmiş bir C57Bl / 6J fare kafatası apikal görünümü. Not kafatası kemikleri (os nasale (bir), os parietale (op), os occipitale (oo)) ve dikiş (sutura frontal (SF), sutura sagittalis (P), sutura coronaria (SC) ve majör anatomik görülecek bregma (B) ve lambda (L) belirlenmesi sutura lambdoidea (si)). C bir C57Bl / 6J fare kafatası. D) Yanal görünümü) bir epidural, diferansiyel elektrot motor korteks (M1), ek intrahipokampal diferansiyel elektrot hipokampusun CA1 bölgesinde yerleştirilir yerleştirilir. Her ikisi de sözde referans elektrotlar beyincik. E) Koronal bölüm (düzeni) electrohippocampogram kayıt için derin, intrakranial elektrodun lokalizasyonu gösteren. F) derin EEG elektrot Yakın çekim, radyofrekans vericinin algılama kurşun üzerinde lokalize ve (61 ve 62 izni ile yeniden basıldı) fare kafatasının üstünde onların aranjman. tıklayınızBurada bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için.
Şekil 5:. 4-aminopiridin (4 AP, 10 mg / kg) IP uygulaması sonrası İktal deşarjları gösteren nöbeti farmakolojik İndüksiyon a) Yüzey EEG kayıt. Sporadik sivri (*) EEG depresyon elde sürekli çivilenmesi (1) arasında bir geçiş bölümü dönüşmeye (2-3, genlik azalma). Kısa bir süre bu dönemden sonra vahşi koşma ve atlama ile bir jeneralize tonik-klonik nöbet gelişimine ikinci başak tren eşlik eden nihayet arka ayaklarında (4) ve ölüm tonik uzantısı ile sonuçlanan belirgin hale gelir. Beyin ölümünün ardından kalan minik sinyal ip Administrati sonra bir EKG (R-başak) kontaminasyon. B) temsil (BMB, 10 mg / kg) bicucullinemethobromide on fareler karakteristik sivri ve başak dalgaları. C). D) intrahipokampal elektroensefalografi (EEG) kayıtları aktivite spike ip aşağıdaki sporadik oluşumunda sonuçlanan baklofen İdaresi (20 mg / kg) trenler göstermektedir KA uygulaması (30 mg / kg). I: KA olarak verilmesinden hemen sonra, 2 saat için C57BL / 6J fare derin CA1 kaydı. 30 mg / kg KA bitişik hipokampal nöbet aktivitesi zaman Postiktal depresyon (oklar) ile kesintiye görülmektedir. Iktal deşarjlar delta ve teta dalga aralığında (4-8 Hz) başak ve / veya diken-dalga aktivitesi (-parçalar bakınız) ile karakterizedir. II-IV: gün 1, 3 ve 5 enjeksiyon sonrası 1h CA1 EEG kayıtları ise azalan ancak hala nöronal eksitotoksik dejenerasyonu ile ilgili sürekli iktal deşarjlar (61 ve 62 izni ile yeniden basıldı) göstermektedir.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 6:. Radiotelemetrik EEG Kayıt mesial temporal lob epilepsisi bir Sıçan Modelinde Limbik nöbetler farmakolojik bir pilokarpin enjeksiyon rejimi vasıtasıyla uyarılmaktadır. Bu rakam 3 aylıkken bir sıçan primer motor korteks (M1) yanı sıra hipokampal CA1 bölgesinden eşzamanlı kayıt göstermektedir. Artan ve azalan başak / poli-başak trenler (izni ile 62 yeniden basıldı), her iki deplasmanlar mevcuttur. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Deneysel hayvan davranışları 1,3 onların tam repertuar yapmak için izin olmayan bir kısıtlayıcı tekniği olarak implante edilebilir EEG radiotelemetry merkezi öneme sahiptir. telemetrik yaklaşımı spontan EEG kayıtları ancak T-labirent, radyal labirent, su labirenti, uyku yoksunluğu görevler ya da her bir EEG kaydı gerekli ya da yararlı olduğu gibi bilişsel görevleri ve sirkadiyen analitik kurulumları altında da kayıtları sadece sağlayan bu büyük ilgi çekicidir karmaşık bilişsel veya motor aktivite sırasında.
Bu protokol fareler ve sıçanlar ve implante edilebilir EEG radyofrekans verici bağlantı epidural yüzey ve derin intraserebral EEG elektrot implantasyonu anlatılmaktadır. Prosedürü içinde kritik adımlar ameliyat öncesi yani sorunları, türler ve zorlanma, barınma koşulları, anestezi ve ağrı tedavisi seçimini içermektedir. Kritik edebiyat ekran ikincisi co olarak karıştırıcı faktörleri hizmet verebilir ortaya koymaktadırntribute çeşitli araştırma yaklaşımları sonuçları ıraksak. Örneğin, deneysel türler, örneğin, sıçan karşı fareler ve hatta suşları seçimi tamamen deneysel sonuçlar değiştirebilir. Aynı cinsiyet için de geçerlidir. Genel olarak, cinsiyet spesifik gruplama ve analiz şiddetle tavsiye edilir. Bu mümkün değilse, cinsiyet, en az dengeli olmalıdır. Deney koşulları sıkı uyumlaştırılmış veya kontrol değilseniz, veriler karşılaştırılabilir veya sadece geçersiz ya da değildir satın aldı.
Burada açıklanan stereotaksik implantasyon prosedürü yüzey ve derin intraserebral yapıların hem yüksek kaliteli EEG'ler kaydetmek için güvenilir bir araç sağlar. implantasyon prosedürünün kritik adımlar sondaj işlemini kapsar. Minimum basınç ile maksimum hız (RPM) yapılmalıdır. yüksek delme hızı ısı üretir rağmen, minimum basınç subkortikal yapılar termal hasar görmemesine dikkat garanti eder. Asgari basıncı önlemek için gereklidirKafatasının ani atılım ve altta yatan korteks sonraki hasar. Buna ek olarak, özel bakım bir meningeal arter veya dura sinüs zarar vermemek için alınacak olan. Farelerde, kafatası nedeniyle küçük bir kalınlığı oldukça saydamdır. Bu nedenle, meningeal arterler ve sinüsler zarar görmemesi için tespit edilebilir. Erken ve geç prognoz kanama durumunda genel olarak kötü ve böyle bir hayvan güvenilir bir çalışma için dahil edilme kriterlerini karşılayıp karşılamadığı tartışmalıdır. Biz hayvanları kurban öneririz.
Bizim tecrübelerimize göre, açıklanan yaklaşım kullanarak yüksek kalitede EEG kayıtları 4 haftaya kadar yapılabilir. calvaria içinde açılan deliklerin kaynaklanan kemikleşme süreçleri nedeniyle, elektrotlar EKG ve EMG kontaminasyon sonucu kaldırdı olma eğilimindedir. Bundan başka, belirli bir yüzey ya da derin, intraserebral yapı hedefleme beyin atlas gelen stereotaksik koordinatlar dayanır dikkate alınmalıdır. Bu stereotaksik beyin haritalarınormal olarak belirli bir yaştaki belirli bir fare veya sıçan suşu ile ilgilidir. Farklı fare ve sıçan suşları beden ve kafatası yaşa özgü boyutunda farklılıklar sergilerler ki eleştirel dikkat edilmelidir. Temel craniometrics bregma ve lambda görülecek açısından Böylece arası gerilme ve içi gerilme farklılıklar vardır. Bir genç fareler ve sıçanlar hala gelişmekte olan, yani ekran kafatası ve beyin büyümesi yüzey ve derin elektrot kayıtları gerçekleştirmek istiyorsa, bu sorun, belirli bir sorun teşkil etmektedir. Bu durumda, seçim pozisyonundan güvenilir uzun vadeli kayıt pek mümkün değildir.
kraniyometrik Merkezi görebilir bir ağartma işlemi yapmak için tavsiye edilir. Bakım aksi halde kafatası nüfuz ve korteks oksidatif hasarı yapabileceğiniz gibi H 2 O 2 inkübasyon zamanı sınırlamak için alınmalıdır.
Son olarak, bu ticari EEG radiotelemetry dikkat etmek önemlidirSistemler hem de diğer elektrofizyolojik kurulumları ile birleştirilebilir. Biz son zamanlarda bir işitsel ile kayıt radiotelemetrik EEG kombinasyonu farelerde potansiyel kurulum uyarılmış kurdu. Bu gelişmiş bir yaklaşım, örneğin, endophenotyping gerçekleştirmek için ve çift tıklama anlayış ve P50 / N100 potansiyellerinin analizi uygulanmasıyla tespit etmek ve örneğin şizofreni transjenik fare modelleri, karakterize etmek için, izin verir. Genel olarak, EEG radiotelemetry ve uyarılmış-potansiyelleri arasındaki teknik bağlantı gelecekte umut verici bir yaklaşım olması muhtemeldir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Carprofen (Rimadyl VET - InjektionA2:D43slösung) | Pfizer | PZN 0110208 | 20 ml |
| Binocular surgical magnification microscope | Zeiss Stemi 2000 | 0000001003877, 4355400000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000 | |
| Bulldog serrefine | F.S.T. | 18051-28 | 28 mm |
| Cages (Macrolon) | Techniplast | 1264C, 1290D | |
| Cold light source | Schott KL2500 LCD | 9.705 202 | ordered at Th.Geyer |
| Cotton tip applicators (sterile) | Carl Roth | EH12.1 | |
| Dexpanthenole (Bepanthen Wund- und Heilsalbe) | Bayer | PZN: 1578818 | |
| Drapes (sterile) | Hartmann | PZN 0366787 | |
| 70% ethanol | Carl Roth | 9065.5 | |
| 0.3%/3% hydrogene peroxide solution | Sigma | 95321 | 30% stock solution |
| Gloves (sterile) | Unigloves | 1570 | |
| Dental glas ionomer cement | KentDental /NORDENTA | 957 321 | |
| 2% glutaraldehyde solution | Sigma | G6257 | |
| Graefe Forceps-curved, serrated | F.S.T. | 11052-10 | |
| Halsey Micro Needle Holder-Tungsten Carbide | F.S.T. | 12500-12 | 12.5 cm |
| Heat-based surgical instrument sterilizer | F.S.T. | 18000-50 | |
| Heating pad | AEG HK5510 | 520010 | ordered at myToolStore |
| High-speed dental drill | Adeor | SI-1708 | |
| Iris scissors extra thin | F.S.T. | 14058-09 | 9 cm |
| Inhalation narcotic system (isoflurane) | Harvard Apparatus GmbH | 34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230 | |
| Isoflurane | Baxter 250 ml | PZN 6497131 | |
| Ketamine | Pfizer | PZN 07506004 | |
| Lactated Ringer’s solution (sterile) | Braun | L7502 | |
| Lexar-Baby Scissors-straight, 10 cm | F.S.T. | 14078-10 | 10 cm |
| Nissl staining solution | Armin Baack | BAA31712159 | |
| Non-absorbable suture material 5-0/6-0 (sterile) | SABANA (Sabafil) | N-63123-45 | |
| Covidien (Sofsilk) | S1172, S1173 | ||
| Halsey Needle Holder | F.S.T. | 12001-13 | 13 cm |
| Pads (sterile) | ReWa Krankenhausbedarf | 2003/01 | |
| 0.9% saline (NaCl, sterile) | Braun | PZN:8609255 | |
| Scalpel blades with handle (sterile) | propraxis | 2029/10 | |
| Standard Pattern Forceps | F.S.T. | 11000-12, 11000-14 | 12 cm and 14.5 cm length |
| Steel and tungsten electrodes parylene coated | FHC Inc., USA) | UEWLGESEANND | |
| Stereotaxic frame | Neurostar | 51730M | ordered at Stoelting |
| (Stereo Drive-New Motorized Stereotaxic) | |||
| Tapes (sterile) | BSN medical GmbH & Co. KG | 626225 | |
| TA10ETA-F20 | DSI | 270-0042-001X | Radiofrequency transmitter 3.9 g, 3.9 g, 1.9 ml, input voltage range ± 2.5 mV, channel bandwidth (B) 1 - 200 Hz, nominal sampling rate (f) 1,000 Hz (f = 5B) temperature operating range 34 - 41 °C warranted battery life 4 months |
| TL11M2-F20EET | DSI | 270-0124-001X | Radiofrequency transmitter 3.9 g, 1.9 ml, input voltage range ± 1.25 mV, channel bandwidth (B) 1 - 50 Hz, nominal sampling rate (f) 250 Hz (f = 5B) temperature operating range 34 - 41 °C warranted battery life 1.5 months |
| Tissue Forceps- 1x2 Teeth 12 cm | F.S.T. | 11021-12 | 12 cm length |
| Tungsten carbide iris scissors | F.S.T. | 14558-11 | 11.5 cm |
| Vibroslicer 5000 MZ | Electron Microscopy Sciences | 5000-005 | |
| Xylazine (Rompun) | Bayer | PZN: 1320422 |
References
- Kramer, K., et al. The use of radiotelemetry in small laboratory animals: recent advances. Contemp Top Lab Anim Sci. 40, 8-16 (2001).
- Kramer, K., et al. The use of telemetry to record electrocardiogram and heart rate in freely swimming rats. Methods Find Exp Clin Pharmacol. 17, 107-112 (1995).
- Kramer, K., Kinter, L. B. Evaluation and applications of radiotelemetry in small laboratory animals. Physiol Genomics. 13, 197-205 (2003).
- Kramer, K., Remie, R. Measuring blood pressure in small laboratory animals. Methods Mol Med. 108, 51-62 (2005).
- Kramer, K., et al. Use of telemetry to record electrocardiogram and heart rate in freely moving mice. J Pharmacol Toxicol Methods. 30, 209-215 (1993).
- Kramer, K., et al. Telemetric monitoring of blood pressure in freely moving mice: a preliminary study. Lab Anim. 34, 272-280 (2000).
- Guler, N. F., Ubeyli, E. D. Theory and applications of biotelemetry. J Med Syst. 26, 159-178 (2002).
- Aylott, M., Bate, S., Collins, S., Jarvis, P., Saul, J. Review of the statistical analysis of the dog telemetry study. Pharm Stat. 10, 236-249 (2011).
- Rub, A. M., Jepsen, N., Liedtke, T. L., Moser, M. L., Weber, E. P., 3rd, Surgical insertion of transmitters and telemetry methods in fisheries research. Am J Vet Res. 75, 402-416 (2014).
- Bastlund, J. F., Jennum, P., Mohapel, P., Vogel, V., Watson, W. P. Measurement of cortical and hippocampal epileptiform activity in freely moving rats by means of implantable radiotelemetry. J Neurosci Methods. 138, 65-72 (2004).
- Jeutter, D. C. Biomedical telemetry techniques. Crit Rev Biomed Eng. 7, 121-174 (1982).
- Williams, P., et al. The use of radiotelemetry to evaluate electrographic seizures in rats with kainate-induced epilepsy. J Neurosci Methods. 155, 39-48 (2006).
- Bertram, E. H., Lothman, E. W. Ambulatory EEG cassette recorders for prolonged electroencephalographic monitoring in animals. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 79, 510-512 (1991).
- 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 Brain Res Protoc. 2, 85-97 (1997).
- Russell, D. M., McCormick, D., Taberner, A. J., Malpas, S. C., Budgett, D. M. A high bandwidth fully implantable mouse telemetry system for chronic ECG measurement. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 7666-7669 (2011).
- Lin, D. C., Bucher, B. P., Davis, H. P., Sprunger, L. K. A low-cost telemetry system suitable for measuring mouse biopotentials. Med Eng Phys. 30, 199-205 (2008).
- Aghagolzadeh, M., Zhang, F., Oweiss, K. An implantable VLSI architecture for real time spike sorting in cortically controlled Brain Machine Interfaces. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 1569-1572 (2010).
- Bonfanti, A., et al. A multi-channel low-power system-on-chip for single-unit recording and narrowband wireless transmission of neural signal. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , (2010).
- Chang, P., Hashemi, K. S., Walker, M. C. A novel telemetry system for recording EEG in small animals. J Neurosci Methods. 201, 106-115 (2011).
- Chen, H. Y., Wu, J. S., Hyland, B., Lu, X. D., Chen, J. J. A low noise remotely controllable wireless telemetry system for single-unit recording in rats navigating in a vertical maze. Med Biol Eng Comput. 46, 833-839 (2008).
- De Simoni, M. G., De Luigi, A., Imeri, L., Algeri, S. Miniaturized optoelectronic system for telemetry of in vivo voltammetric signals. J Neurosci Methods. 33, 233-240 (1990).
- Farshchi, S., Nuyujukian, P. H., Pesterev, A., Mody, I., Judy, J. W. A TinyOS-enabled MICA2-based wireless neural interface. IEEE Trans Biomed Eng. 53, 1416-1424 (2006).
- Gottesmann, C., Rodi, M., Rebelle, J., Maillet, B. Polygraphic recording of the rat using miniaturised telemetry equipment. Physiol Behav. 18, 337-340 (1977).
- Gottesmann, C., Rebelle, J., Maillet, B., Rodi, M., Rallo, J. L. Polygraphic recording in the rat by a miniaturized radiotelemetric technic. C R Seances Soc Biol Fil. 169, 1584-1589 (1975).
- Handoko, M. L., et al. A refined radio-telemetry technique to monitor right ventricle or pulmonary artery pressures in rats: a useful tool in pulmonary hypertension research. Pflugers Arch. 455, 951-959 (2008).
- Hanley, J., Zweizig, J. R., Kado, R. T., Adey, W. R., Rovner, L. D. Combined telephone and radiotelemetry of the EEG. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 26, 323-324 (1969).
- Irazoqui, P. P., Mody, I., Judy, J. W. Recording brain activity wirelessly. Inductive powering in miniature implantable neural recording devices. IEEE Eng Med Biol Mag. 24, 48-54 (2005).
- Lapray, D., Bergeler, J., Dupont, E., Thews, O., Luhmann, H. J. A novel miniature telemetric system for recording EEG activity in freely moving rats. J Neurosci Methods. 168, 119-126 (2008).
- Lee, S. B., Yin, M., Manns, J. R., Ghovanloo, M. A wideband dual-antenna receiver for wireless recording from animals behaving in large arenas. IEEE Trans Biomed Eng. 60, 1993-2004 (2013).
- Morrison, T., Nagaraju, M., Winslow, B., Bernard, A., Otis, B. P. A 0.5 cm(3) four-channel 1.1 mW wireless biosignal interface with 20 m range. IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 8 (3), 138-147 (2014).
- Moscardo, E., Rostello, C. An integrated system for video and telemetric electroencephalographic recording to measure behavioural and physiological parameters. J Pharmacol Toxicol Methods. 62, 64-71 (2010).
- Mumford, H., Wetherell, J. R. A simple method for measuring EEG in freely moving guinea pigs. J Neurosci Methods. 107, 125-130 (2001).
- Nagasaki, H., Asaki, Y., Iriki, M., Katayama, S. Simple and stable techniques for recording slow-wave sleep. Pflugers Arch. 366, 265-267 (1976).
- Podgurniak, P. A simple, PC-dedicated, implanted digital PIM-radiotelemetric system. Part 2: The multichannel system. Biomed Tech (Berl). 46, 273-279 (2001).
- Ruedin, P., Bisang, J., Waser, P. G., Borbely, A. A. Sleep telemetry in the rat: I. a miniaturized FM--AM transmitter for EEG and EMG). Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 44, 112-114 (1978).
- Ruther, P., et al. Compact wireless neural recording system for small animals using silicon-based probe arrays. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 2284-2287 (2011).
- Saito, T., Watanabe, Y., Nemoto, T., Kasuya, E., Sakumoto, R. Radiotelemetry recording of electroencephalogram in piglets during rest. Physiol Behav. 84, 725-731 (2005).
- Sumiyoshi, A., Riera, J. J., Ogawa, T., Kawashima, R. A mini-cap for simultaneous EEG and fMRI recording in rodents. Neuroimage. 54, 1951-1965 (2011).
- Sundstrom, L. E., Sundstrom, K. E., Mellanby, J. H. A new protocol for the transmission of physiological signals by digital telemetry. J Neurosci Methods. 77, 55-60 (1997).
- Wang, M., et al. A telemetery system for neural signal acquiring and processing. Sheng Wu Yi Xue Gong Cheng Xue Za Zhi. 28, 49-53 (2011).
- Cotugno, M., Mandile, P., D'Angiolillo, D., Montagnese, P., Giuditta, A. Implantation of an EEG telemetric transmitter in the rat. Ital J Neurol Sci. 17, 131-134 (1996).
- Vogel, V., Sanchez, C., Jennum, P. EEG measurements by means of radiotelemetry after intracerebroventricular (ICV) cannulation in rodents. J Neurosci Methods. 118, 89-96 (2002).
- Louis, R. P., Lee, J., Stephenson, R. Design and validation of a computer-based sleep-scoring algorithm. J Neurosci Methods. 133, 71-80 (2004).
- Tang, X., Sanford, L. D. Telemetric recording of sleep and home cage activity in mice. Sleep. 25, 691-699 (2002).
- Bassett, L., et al. Telemetry video-electroencephalography (EEG) in rats, dogs and non-human primates: methods in follow-up safety pharmacology seizure liability assessments. J Pharmacol Toxicol Methods. 70, 230-240 (2014).
- Authier, S., et al. Video-electroencephalography in conscious non human primate using radiotelemetry and computerized analysis: refinement of a safety pharmacology model. J Pharmacol Toxicol Methods. 60, 88-93 (2009).
- Yee, B. K., Singer, P. A conceptual and practical guide to the behavioural evaluation of animal models of the symptomatology and therapy of schizophrenia. Cell Tissue Res. 354, 221-246 (2013).
- Fahey, J. R., Katoh, H., Malcolm, R., Perez, A. V. The case for genetic monitoring of mice and rats used in biomedical research. Mamm Genome. 24, 89-94 (2013).
- Hunsaker, M. R. Comprehensive neurocognitive endophenotyping strategies for mouse models of genetic disorders. Prog Neurobiol. 96, 220-241 (2012).
- Majewski-Tiedeken, C. R., Rabin, C. R., Siegel, S. J. Ketamine exposure in adult mice leads to increased cell death in C3H, DBA2 and FVB inbred mouse strains. Drug Alcohol Depend. 92, 217-227 (2008).
- Meier, S., Groeben, H., Mitzner, W., Brown, R. H. Genetic variability of induction and emergence times for inhalational anaesthetics. Eur J Anaesthesiol. 25, 113-117 (2008).
- Bonthuis, P. J., et al. Of mice and rats: key species variations in the sexual differentiation of brain and behavior. Front Neuroendocrinol. 31, 341-358 (2010).
- Buckmaster, P. S., Haney, M. M. Factors affecting outcomes of pilocarpine treatment in a mouse model of temporal lobe epilepsy. Epilepsy Res. , 102-153 (2012).
- Jonasson, Z. Meta-analysis of sex differences in rodent models of learning and memory: a review of behavioral and biological data. Neurosci Biobehav Rev. 28, 811-825 (2005).
- Richardson, C. A., Flecknell, P. A. Anaesthesia and post-operative analgesia following experimental surgery in laboratory rodents: are we making progress. Altern Lab Anim. 33, 119-127 (2005).
- Liles, J. H., Flecknell, P. A., Roughan, J., Cruz-Madorran, I. Influence of oral buprenorphine, oral naltrexone or morphine on the effects of laparotomy in the rat. Lab Anim. 32, 149-161 (1998).
- Liles, J. H., Flecknell, P. A. The effects of buprenorphine, nalbuphine and butorphanol alone or following halothane anaesthesia on food and water consumption and locomotor movement in rats. Lab Anim. 26, 180-189 (1992).
- Flecknell, P. A. Anaesthesia of animals for biomedical research. Br J Anaesth. 71, 885-894 (1993).
- Davis, J. A. Mouse and rat anesthesia and analgesia. Curr Protoc Neurosci. , Appendix 4, Appendix 4B (2008).
- Gargiulo, S., et al. Mice anesthesia, analgesia, and care, Part I: anesthetic considerations in preclinical research. ILAR J. 53, 55-69 (2012).
- Weiergraber, M., Henry, M., Hescheler, J., Smyth, N., Schneider, T. Electrocorticographic and deep intracerebral EEG recording in mice using a telemetry system. Brain Res Brain Res Protoc. 14, 154-164 (2005).
- Lundt, A., et al. EEG radiotelemetry in small laboratory rodents: a powerful state-of-the art approach in neuropsychiatric, neurodegenerative, and epilepsy research. Neural Plast. , (2016).
