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Neuroscience

एक कृंतक मॉडल में उच्च घनत्व electroencephalographic अधिग्रहण कम लागत और खुले स्रोत संसाधन का उपयोग करना

Published: November 26, 2016 doi: 10.3791/54908
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Department of Anesthesiology and Critical Care, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania

Abstract

उन्नत electroencephalographic विश्लेषण बिजली के स्रोत इमेजिंग और नेटवर्क कनेक्टिविटी के उपायों सहित उच्च स्थानिक संकल्प की आवश्यकता होती तकनीक, तंत्रिका विज्ञान में सवालों का एक विस्तार किस्म के लिए लागू कर रहे हैं। एक कृंतक मॉडल में विश्लेषण के इन प्रकार के प्रदर्शन उच्च इलेक्ट्रोड घनत्व की तुलना में पारंपरिक पेंच इलेक्ट्रोड पूरा कर सकते हैं की आवश्यकता है। जबकि मूषक के लिए उच्च-घनत्व electroencephalographic montages मौजूद हैं, वे सबसे शोधकर्ताओं के लिए सीमित उपलब्धता के हैं, समय की एक विस्तारित अवधि के दौरान दोहराया प्रयोगों के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं हैं, या anesthetized मूषक में उपयोग करने के लिए सीमित कर रहे हैं। 1-3 प्रस्तावित कम लागत एक टिकाऊ, उच्च गिनती, Transcranial इलेक्ट्रोड सरणी का निर्माण, द्विपक्षीय प्रत्यारोपण headpieces से मिलकर विधि के लिए उन्नत electroencephalogram चूहों या चूहों में विश्लेषण प्रदर्शन करने के लिए एक साधन के रूप में जांच की है।

टोप निर्माण और शल्य आरोपण n के लिए प्रक्रियाशोर करने के लिए उच्च संकेत उत्पादन करने के लिए ecessary, कम प्रतिबाधा electroencephalographic और electromyographic संकेतों प्रस्तुत कर रहे हैं। जबकि कार्यप्रणाली दोनों चूहों और चूहों में उपयोगी है, इस पांडुलिपि छोटे माउस खोपड़ी के लिए अधिक चुनौतीपूर्ण कार्यान्वयन पर केंद्रित है। आज़ादी से चलती चूहों केवल रिकॉर्डिंग के दौरान एक आम एडाप्टर के माध्यम से केबल के लिए सीमित कर रहे हैं। इस इलेक्ट्रोड प्रणाली है कि 26 electroencephalographic चैनलों और 4 electromyographic चैनल शामिल हैं का एक संस्करण नीचे वर्णित है।

Introduction

Neuronal गतिविधि स्थूल (electroencephalogram) के लिए सूक्ष्म (व्यक्तिगत कार्रवाई की क्षमता) से विघटन mesoscopic करने के लिए (स्थानीय क्षेत्र क्षमता) के विभिन्न स्तरों के साथ extracellularly दर्ज किया जा सकता है। ये brainwave निशान प्रतिष्ठित आवृत्ति डोमेन में विश्लेषण कर रहे हैं व्यवहार, neurophysiological, या electrophysiological राज्यों को चिह्नित करने के लिए। यह एक एकल biopotential, 4 लेकिन विरल घनत्व ईईजी रिकॉर्डिंग के साथ किया जा सकता है neuronal गतिविधि के स्थानिक घटक को हल नहीं कर सकते। आधुनिक electroencephalogram विश्लेषण एकाधिक इलेक्ट्रोड पर निर्भर करता है क्रम में विशिष्ट मनोवैज्ञानिक स्थिति और शारीरिक प्रक्रियाओं के साथ कि गतिविधि सहसंबंधी में cortical गतिविधि के spatiotemporal वितरण के विस्तृत नक्शे का उत्पादन करने के लिए। आवश्यकता के उच्च घनत्व ईईजी montages हैं विश्लेषण के और आमतौर पर इस्तेमाल श्रेणियों में से 5-7 दो बिजली के स्रोत इमेजिंग और तंत्रिका नेटवर्क कनेक्टिविटी के उपाय। 8-11

12-15 के बाद से ईईजी उच्च अस्थायी समाधान है, ईईजी अध्ययन ERPs और ईपीएस के वास्तविक समय मूल्यांकन के साथ ही अस्थायी सटीक पोस्ट अस्थायी विश्लेषण की अनुमति है। 3,11 12

electroencephalogram पर देखा दोलनों की परस्पर क्रिया के साथ संज्ञानात्मक राज्यों और कार्यों जोड़ तंत्रिका नेटवर्क कनेक्टिविटी के विभिन्न उपायों का अंतिम लक्ष्य है। कई अध्ययनों से तुल्यकालन और उत्तेजना, ध्यान, और कार्रवाई के विशिष्ट राज्यों के साथ जुड़े रहे हैं अलग मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच दोलनों के चरण ताला दिखाया है। 6,13,14,16-19

स्रोत स्थानीयकरण और नेटवर्क मनुष्यों में पढ़ाई के साथ शुरु हुआ ईईजी संकेतों के विश्लेषण करती है, लेकिन इन संकेतों के लिए न्यूरोनल आधार की जांच जरूरी, पशु मॉडल के रूप में वे शामिल इनवेसिव तकनीक अन्यथा मनुष्यों में असंभव है कि आवश्यकता होती है। आदेश कृंतक मॉडल में इन विश्लेषण को दोहराने के लिए, एक कृंतक के मस्तिष्क में उच्च घनत्व ईईजी संकेतों पर कब्जा करने के लिए एक विधि की जरूरत है। अन्य समूहों के चूहों में उपयोग के लिए उच्च घनत्व microelectrode सरणियों का निर्माण किया है, वहीं इस तरह के दृष्टिकोण, nanofabrication सुविधाओं के उपयोग के बिना शोधकर्ताओं के लिए सीमित उपलब्धता के हैं समय की एक विस्तारित अवधि के दौरान दोहराया प्रयोगों के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं हैं, या anesthetized में उपयोग करने के लिए सीमित कर रहे हैं चूहों। 1-3,7 पुरानी उच्च घनत्व के निर्माण के लिए एक कम लागत वैकल्पिक प्रोटोकॉल, Transcranial इलेक्ट्रोड ARRAY यहां प्रदर्शन किया है।

संकेत अधिग्रहण दृष्टिकोण यहाँ वर्णित ईईजी तक सीमित नहीं है, लेकिन electromyographic (ईएमजी) संकेतों भी शामिल है। ईएमजी संकेतों के अधिग्रहण व्यवहार राज्य को परिभाषित करने के लिए एक पूरक दृष्टिकोण हो सकता है और नींद के अध्ययन के लिए विशेष रूप से उपयोगी है सकते हैं। यह दृष्टिकोण महंगा, अल्ट्रा उच्च घनत्व intracranial ग्रिड के बीच एक मध्यवर्ती प्रदान करता है, और सीमित नेतृत्व संख्या पारंपरिक पेंच इलेक्ट्रोड है कि उन्नत विश्लेषण दृष्टिकोण के लिए अपर्याप्त हैं के साथ संभव। टोप डिजाइन आसानी से निर्माण और उच्च throughput अध्ययन के लिए सस्ती है। कृंतक मॉडल के भीतर मिश्रित आनुवंशिक या pharmacologic जोड़ तोड़ तकनीक की मदद कर सकते cortical दोलन पीढ़ी, सच genotypic मतभेद से व्यवहार मतभेदों, ERPs और ईपीएस के स्रोत स्थानीयकरण, और बड़े पैमाने पर नेटवर्क संचार के तंत्र को उजागर के साथ संयोजन के रूप में इस अधिग्रहण प्रणाली का प्रयोग करें।

Protocol

इस जांच के दौरान प्रदर्शन अध्ययन की देखभाल और प्रयोगशाला पशु के उपयोग के लिए स्वास्थ्य गाइड के राष्ट्रीय संस्थानों के साथ समझौते में थे और पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति ने मंजूरी दे दी।

1. टोप डिजाइन और निर्माण

  1. प्लास्टिक ईंट के माध्यम से पिन के संदूक भाग धक्का द्वारा चिमटी की एक जोड़ी के साथ एक 100 स्थिति संदूक कनेक्टर के 2 x 50 पिन ईंट से पिन के हर आठवें पंक्ति निकालें।
    नोट: नीचे का सामना करना पड़ पिंस उन्मुखीकरण है कि प्रोटोकॉल के आराम के लिए संदर्भित किया जाएगा। (2.6 में विशेष रूप से इस बात का ध्यान रखना)।
  2. नेल पॉलिश की एक बहुत ही हल्के कोट के साथ पिन कवर बचाने और नेल पॉलिश पूरी तरह से सूखे जाने के लिए।
  3. एसीटोन और एक छोटे कपड़े से पिन के सुझावों से नेल पॉलिश निकालें।
  4. एक रेजर ब्लेड या तार काटने पी का उपयोग कर 2 एक्स 7 से अधिक प्लास्टिक ट्रिमliers। यह 2 x 7 ईंटों है कि पिन की लंबाई के साथ अछूता और पिन नोक पर उजागर कर रहे हैं में परिणाम होगा। ये अंततः Transcranial ईईजी इलेक्ट्रोड हो जाएगा। दो 2 x 7 ईंटों एक पूरा पुरानी इलेक्ट्रोड सरणी (चित्रा 1 ए) के लिए जरूरी हैं।
  5. ईएमजी संकेत रिकॉर्डिंग के लिए दो 1 एक्स 2 पिन ईंटों कट। चिमटी के साथ अवांछित पिन को दूर करने और 1 एक्स 2 ईंटों बनाने के लिए अतिरिक्त प्लास्टिक काटने दूर की इसी प्रक्रिया का प्रयोग करें। के रूप में इस दूरी प्रत्येक टोप के लिए मानक पिन दूरी बन जाते हैं ताकि एक भी एडाप्टर सभी headpieces (चित्रा 1 ए) के लिए काम करेंगे यकीन है कि इन 1 एक्स 2 के मूल स्थान 100 गोदाम से उन्हें एक चिकनी पक्ष है सुनिश्चित करें।
  6. 2 भाग epoxy का प्रयोग करें 2 एक्स 7 पिन टुकड़ा (चित्रा -1) के लिए 1 एक्स 2 पिन टुकड़ा देते हैं।
    1. पिन के दोनों सेट एक ही ओरिएंटेशन में होना चाहिए के रूप में, के लिए 1 एक्स 2 और 2 एक्स चिकनी पक्षों के साथ टोप के दोनों हिस्सों के पार्श्व पक्ष पर 1 एक्स 2 epoxy7 एक-दूसरे से संपर्क करें। 2 x 7 पर पिन के पीछे सबसे 2 पंक्तियों के साथ 1 एक्स 2 pinholes और पिन संरेखित करें।
      नोट: टोप के दो हिस्सों को एक साथ epoxied नहीं कर रहे हैं। इस दौरान आदी होना आसान कनेक्शन के लिए टोप एडाप्टर के दो हिस्सों के भीतर लचीलेपन के लिए और प्रयोगात्मक दिन (चित्रा 1E) के दौरान की अनुमति देता है।
    2. टोप हिस्सों रात इलाज करते हैं। पूरा होने पर, टोप द्विपक्षीय सममित है। प्रत्येक आधे से एक laterally जुड़ी 2 एक्स 1 पिन ईंट पीछे 2 एक्स 7 पिन ईंट का सबसे 2 पंक्तियों के साथ कतार में है कि के साथ एक 2 x 7 पिन ईंट के होते हैं।
  7. ईएमजी संकेत रिकॉर्डिंग के लिए तारों को तैयार है। एकल असहाय, 31 जी perfluoroalkoxy अछूता चांदी के तार ईएमजी संकेत रिकॉर्डिंग (चित्रा -1) के लिए प्रयोग किया जाता है। हालांकि, बहु-असहाय या अगर वांछित अन्य धातु के तारों प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
    1. बनाने के लिए वक्ष ईएमजी तारों perfluoroalkoxy अछूता चांदी के तार और रेम की एक 3.0 सेमी लंबा टुकड़ा लेएक धार के साथ एक छोर से प्लास्टिक इन्सुलेशन के ove 1 सेमी। चिमटी की एक जोड़ी के आसपास गैर अछूता तार दो बार लपेटें। चिमटी से तार हटाने और एक रेजर ब्लेड के साथ गैर-looped अंत पर इन्सुलेशन 25 मिमी हटा दें।
    2. ग्रीवा ईएमजी तारों का निर्माण करने के लिए, तार का एक खंड 1.5 सेमी के साथ इस प्रक्रिया को दोहराएँ। दो गर्भाशय ग्रीवा ईएमजी तारों और दो वक्ष ईएमजी तारों एक पूरा टोप के लिए आवश्यक हैं।
  8. दोनों headpieces के दूर पूर्वकाल पंक्ति में पार्श्व पिन, जो शीर्षस्थान का 3.3 मिमी पूर्वकाल और शीर्षस्थान का 2.3 मिमी पार्श्व की एक stereotaxic निर्देशांक से मेल खाती है निकालें, वहाँ के रूप में इस स्थान के नीचे कोई मस्तिष्क के रूप में एक माउस मस्तिष्क एटलस 20 (चित्रा द्वारा निर्धारित 2A)।
  9. दोनों टोप हिस्सों पर, तार कटर की एक जोड़ी (पिन की नोक से 3.0 मिमी) के साथ टोप के प्लास्टिक के आधार करने के लिए 1 एक्स 2 ईंट की पिन कटौती और पूर्वकाल पिन और वक्ष को गर्भाशय ग्रीवा ईएमजी तार मिलाप पीछे पी करने के लिए ईएमजीमें।
    1. जाँच करें कि प्रत्येक पिन विद्युत पृथक है। अलग पिन करने के लिए वाल्टमीटर के दो सुराग को जोड़ने जबकि निरंतरता मोड में से एक डिजिटल मल्टीमीटर के साथ एक निरंतरता का परीक्षण प्रदर्शन करना। विद्युत पृथक पिंस इस मल्टीमीटर परीक्षण के साथ एक श्रव्य बीप का उत्पादन नहीं होगा; हालांकि, विद्युत मिलकर पिन होगा। कवर नेल पॉलिश और एक बार सूखे के साथ soldered जोड़ों, मोड़ ईएमजी तारों ऐसी है कि वे कम से कम पार्श्व विस्थापन के साथ पूर्वकाल / पीछे धुरी के समानांतर में हैं।
  10. एक रिश्तेदार लंबाई ट्रिम पिन वे मस्तिष्क की सतह प्रोफाइल मैच ऐसा है कि।
    1. एक माउस मस्तिष्क एटलस के सहयोगी के साथ, रिकॉर्ड उदर एक पिन के लिए शीर्षस्थान से मस्तिष्क की सतह के लिए दूरी समन्वय। 20 पिन जिसका उदर दूरी शीर्षस्थान से सबसे बड़ा पिन trimming के लिए संकेतक के रूप में काम करेगा। जबकि अन्य सभी पिन यह अधिक से अधिक उदर दूरी पिन (1 टेबल के संबंध में कटौती की जाएगी इस पिन छंटनी नहीं की जाएगी)।
      नोट: पिंस आकार के नीचे grinded जा सकता है, लेकिन यह पिन और पहिया पीस के बीच घर्षण टोप की पिन मोड़ करने के लिए पैदा कर सकता है के रूप में सावधानी से किया जाना चाहिए। एक पिन तुला हुआ है, तो यह को सीधा करने के लिए चिमटी का उपयोग करें। पिन लंबाई करने के लिए नीचे पीस के लिए एक वैकल्पिक उन्हें तार काटने सरौता की एक जोड़ी के साथ ट्रिम करने के लिए है।
  11. एक रजत समाधान के लिए एक चांदी समाधान पेन का उपयोग कर के साथ पिन सुझावों में से सभी को कवर और सूखी। यह कदम ≤30 kΩ, जो शोर अनुपात करने के लिए संकेत बढ़ जाती है और साथ ही साथ समाप्त किसी न किसी किनारों, पिन trimming से होता है इसलिए ऊतकों को नुकसान की संभावना कम है और सर्जरी से वसूली तेज करने के लिए इलेक्ट्रोड impedances कम करती है। एक पूरा टोप आधे वजन लगभग 0.5 ग्राम।

2. एडाप्टर निर्माण और चैनल मानचित्रण

  1. एक रेजर ब्लेड का उपयोग कर 2 या 3 सेमी की एक समान लंबाई के लिए एक 36 स्थान दोहरी पंक्ति नर नैनो लघु कनेक्टर के कनेक्टर तार काट। प्रत्येक तार, अनुसूचित जनजाति के लिएअंत और टिन प्रत्येक तार के लिए उजागर धातु से इन्सुलेशन के 2.5 मिमी चीर। जब प्रत्येक नैनो एडाप्टर के तार के लिए tinned तार का एक एकल, पतली किनारा है की tinning के रूप में इस पिन को अलग-थलग करने के लिए महत्वपूर्ण है सुनिश्चित करें। तार काटने सरौता (चित्रा 1 सी) के साथ छीन इन्सुलेशन बंद कटाव।
  2. का उपयोग कर टोप के लिए एक मिलान पुरुष / पुरुष कनेक्टर बनाएं कॉन पट्टी हैडर 2 एक्स 50. कट दो 2 x 7 की और दो 2 एक्स 1 के एक 2 x 50 ईंट से। पुरुष पिनों की एक बंद तोड़कर 2 एक्स 50 ईंट से अवांछित पिन निकालें, और फिर चिमटी की एक जोड़ी (चित्रा 1 बी) के साथ कनेक्टर बंद एक ही टुकड़े की अटूट दूसरी छमाही धक्का।
    नोट: के रूप में एडाप्टर पिन प्रत्येक टोप में प्लग इन पिनों की एक तरफ की सेवा करेंगे, जबकि अन्य आधा tinned नैनो कनेक्टर तारों को soldered किया जाएगा। चरण में बनाए टोप के साथ पुरुष / पुरुष कनेक्टर के उचित संभोग गारंटी करने के लिए 2 एक्स 1 और 2 x 7 छूने का फ्लैट प्लास्टिक किनारों है सुनिश्चित करें1।
  3. वांछित जमीन / संदर्भ पिन करने के लिए नैनो कनेक्टर से जमीन / संदर्भ तारों में से एक पर मिलाप। जमीन और संदर्भ तारों RHD2132 एम्पलीफायर चिप पर एक साथ बंधे हैं। एक पिन है कि 0.60 मिमी शीर्षस्थान के लिए पूर्वकाल और दोनों संदर्भ और जमीन के रूप में शीर्षस्थान के 1.00 मिमी पार्श्व का प्रयोग करें। (वाम टोप, तीसरे सबसे पूर्वकाल पंक्ति की औसत दर्जे का पिन, लेकिन, किसी भी अन्य पिन अगर पसंद सौंपा जा सकता है, चित्रा 2) ध्यान दें कि यह 0Ω अवरोध है कि जमीन के संबंधों को हटाने के द्वारा एम्पलीफायर चिप पर जमीन और संदर्भ को अलग करने के लिए संभव है और संदर्भ में एक साथ दो अलग-थलग वांछित है।
  4. जमीन / संदर्भ पिन कनेक्शन के रूप में पुरुष / पुरुष कनेक्टर्स के एक ही पक्ष को tinned नैनो कनेक्टर तारों मिलाप। प्रत्येक तार एक विशेष चैनल में नक्शे, चैनल स्थापना इस समय पर पूरा किया जा सकता है, तो। एम्पलीफायर headstages के लिए चैनल नक्शा आरेख ओपन Ephys विकी साइट (https://open-ephys.atlassian.net/wiki/display/OEW/Home पर पाए जाते हैं)। इसी तार जिसका चैनल संबंधित पिन करने के लिए जाना जाता है वांछित मानचित्रण प्राप्त करने के लिए मिलाप।
  5. तार काटने सरौता के साथ नैनो कनेक्टर के आधार पर अप्रयुक्त तारों से काट डाला।
  6. एक वाल्टमीटर का उपयोग सुनिश्चित करने के लिए कि प्रत्येक पिन अन्य सभी पिन से विद्युत पृथक है। एक बार अलगाव की पुष्टि की है, आगे प्रत्येक पिन बचाने के लिए प्रत्येक टांका लगाने की संयुक्त चारों ओर नेल पॉलिश की एक पतली कोट लागू होते हैं।
  7. 2 भाग epoxy का उपयोग करना, पुरुष पुरुष ईंटों पर द्विपक्षीय 2 x 7 और 2 एक्स 1 पिन करने के लिए मिलान नैनो एडाप्टर सुदृढ़।
    नोट: इस एकल एडाप्टर है कि पहले बनाया टोप हिस्सों की पिन व्यवस्था के मैच के लिए दो हिस्सों होगा। यह सुनिश्चित करें कि एडाप्टर के प्रत्येक आधे हिस्से की औसत दर्जे का अतिरिक्त epoxy पुरुष / पुरुष कनेक्टर की प्लास्टिक की धार बह निकला नहीं है बनाने के लिए महत्वपूर्ण के रूप में इस टोप के दोनों हिस्सों को रोकने जाएगा साथ ही साथ में खामियों को दूर किया जा रहा है। किसी भी epoxy पिन एडाप्टर के पोर के नीचे करने के लिए प्रवाह करने की अनुमति न देंएडाप्टर के मोर्चे, इस रूप में भी उचित कनेक्शन को रोका जा सके। उचित कनेक्टर पिन संरेखण के लिए एक फफूंदी के रूप में 2 टोप हिस्सों का प्रयोग करें।
  8. एडाप्टर के दोनों हिस्सों epoxy और नैनो कनेक्टर इसके स्थायित्व बढ़ाने के लिए के आधार epoxy। epoxy के साथ सभी टांका लगाने जोड़ों को कवर करने के लिए सुनिश्चित करें। एडाप्टर इलाज रात भर दो।
  9. उचित चैनल मानचित्रण की पुष्टि ओपन Ephys ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (जीयूआई) में प्रतिबाधा माप का उपयोग किया जा सकता है। एक पूरा एडाप्टर लगभग 1.3 ग्राम (चित्रा 1F) वजन का होता है।

3. सर्जरी

  1. एक बाँझ शल्य चिकित्सा क्षेत्र तैयार करें।
    1. बाँझ दस्ताने और अन्य व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण पहनने के रूप में की आवश्यकता है। एक आटोक्लेव में उपकरणों जीवाणुरहित। एक 1.0 मिमी क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान के साथ स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम जीवाणुरहित। फ्रेम पर समाधान स्प्रे और बाँझ पानी के साथ rinsing से पहले 5 मिनट इंतज़ार करो।
    2. प्रत्यारोपण headp बाँझIECE भागों, एक 1.0 मिमी क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान के साथ स्प्रे घटक है, और बाँझ पानी के साथ rinsing से पहले 5 मिनट इंतज़ार करो। अब बाँझ प्रत्यारोपण हार्डवेयर एक बाँझ पेट्री डिश में रखें।
  2. माउस के लिए एक पूर्व शल्य वजन प्राप्त है, तो एक 200 मिलीलीटर प्रेरण 100% ऑक्सीजन में 1.5-2.0% isoflurane का उपयोग कक्ष में माउस anesthetize। मोटे तौर पर 500 मिलीग्राम / मिनट के चैंबर में एक प्रवाह की दर का प्रयोग करें।
  3. प्रेरण कक्ष घूर्णन द्वारा ठीक पलटा के नुकसान की पुष्टि करें। पूरी तरह से कान सलाखों के साथ माउस के सिर हासिल करने के बिना प्रेरण कक्ष और स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम पर नाक शंकु में जगह से माउस निकालें। पैर की अंगुली चुटकी मूल्यांकन द्वारा संज्ञाहरण के उचित गहराई के लिए नजर रखने के लिए, जबकि भी महत्वपूर्ण संकेत का आकलन करने के लिए आगे बढ़ें।
  4. इस तरह के एक गुदा जांच और हीटिंग पैड प्रणाली के रूप में एक बंद लूप तापमान नियंत्रक, के साथ 37 डिग्री सेल्सियस पर मुख्य शरीर के तापमान को बनाए रखें। फर बंद trimming से पहले नेत्र नेत्र मरहम के साथ माउस की आँखों कवरखोपड़ी घुमावदार कैंची या क़ैंची का उपयोग के शीर्ष पर। betadine के साथ सिर कीटाणुरहित और betadine आगे बढ़ने से पहले पूरी तरह से सूखे के लिए अनुमति देते हैं।
  5. intraperitoneally तरल पदार्थ के साथ-साथ दर्दनाशक दवाओं और एंटीबायोटिक दवाओं के प्रशासन। एक 25 ग्राम माउस के लिए, 0.5 मिलीग्राम cefazolin, 0.125 मिलीग्राम meloxicam, 0.5 मिलीग्राम खारा, और 2.5 माइक्रोग्राम buprenorphine क्यू 4-6 मानव संसाधन PRN।
  6. सिर पर midline के साथ 250 μl 0.25% Bupivacaine subcutaneously इंजेक्षन, और माउस के दोनों गाल की हड्डी का मेहराब पर 100 μl 0.25% Bupivacaine subcutaneously इंजेक्षन।
  7. stereotaxic फ्रेम में माउस सुरक्षित और खोपड़ी को बेनकाब।
    1. stereotaxic फ्रेम करने के लिए stereotaxic कान सलाखों के साथ माउस के सिर सुरक्षित। सुनिश्चित करें कि माउस पैर की अंगुली चुटकी पलटा के अभाव की पुष्टि के द्वारा संज्ञाहरण के एक शल्य चिकित्सा विमान पर है। खोपड़ी के midline के साथ एक नंबर 11 डिस्पोजेबल छुरी के साथ एक 1.5-2.0 सेमी चीरा बनाएँ। चीरा आंखों के बीच से शुरू करते हैं और डब करने के पीछे जारी रहेगा। </ Li>
    2. माइक्रो clamps के साथ laterally त्वचा के प्रसार के द्वारा खोपड़ी बेनकाब। एक एकाग्रता है कि संज्ञाहरण के एक शल्य चिकित्सा विमान का कहना है करने के लिए 2.0% से isoflurane एकाग्रता कम है, लेकिन 100% ऑक्सीजन की तुलना में कम 1.0% isoflurane को कम नहीं करते। प्री-ऑपरेटिव analgesia संज्ञाहरण के एक शल्य गहराई बनाए रखने की जरूरत साँस संवेदनाहारी की राशि कम कर देता है, और तेजी से वसूली और बेहतर अस्तित्व के परिणामों को जन्म दे सकता है।
  8. खोपड़ी और ड्रिल गड़गड़ाहट छेद स्तर।
    1. शीर्षस्थान पहचानें और शीर्षस्थान, जो समन्वय प्रणाली की उत्पत्ति हो जाता है पर स्टीरियोटैक्टिक निर्देशांक शून्य। औसत दर्जे / पार्श्व अक्ष में खोपड़ी स्तर पर, शीर्षस्थान से दोनों दिशाओं में एक समतल जांच 1.50 मिमी laterally एक stereotaxic जोड़तोड़ हाथ से जुड़ी ले जाते हैं और पुष्टि करते हैं कि पृष्ठीय / उदर गहराई कम से कम 0.05 मिमी है जब जांच संपर्कों बाएँ और दाएँ खोपड़ी के पक्ष।
      नोट: पृष्ठीय / उदर जोड़तोड़ की गिरफ्तारी के 10 माइक्रोन संकल्पएक डिजिटल के साथ संयोजन के रूप में इस्तेमाल कर रहा हूँ समन्वय के प्रदर्शन समतल सरल करता है। शीर्षस्थान के बारे में पूर्वकाल / पीछे अक्ष लेवलिंग उसी तकनीक का अनुसरण करता है। शीर्षस्थान और Lamda संपर्क करने के लिए उदर दूरी में अंतर भी कम से कम 0.05 मिमी होना चाहिए।
      1. खोपड़ी समायोजित करें जब तक समतल दोनों दिशाओं में पूरा हो गया है, इसलिए है कि अनुप्रस्थ विमान जमीन के समानांतर है। यह सच स्टीरियोटैक्टिक निर्देशांक माउस मस्तिष्क एटलस के रूप में देखा के लिए अनुमति देता है। 20
    2. एक stereotaxic ड्रिल के भीतर एक 0.5 मिमी व्यास सूक्ष्म ड्रिल बिट के साथ, खोपड़ी के दोनों हिस्सों पर midline के लिए 1.00 मिमी laterally पर 1.30 मिमी वेतन वृद्धि में शीर्षस्थान के लिए 4.50 मिमी पीछे करने के लिए 3.30 मिमी पूर्वकाल से ड्रिल गड़गड़ाहट छेद। 2.30 मिमी इलेक्ट्रोड के पार्श्व स्तंभों के लिए, 2.00 मिमी पूर्वकाल से ड्रिल गड़गड़ाहट छेद 4.50 मिमी midline के दोनों किनारों पर 1.30 मिमी वेतन वृद्धि में शीर्षस्थान के पीछे (चित्रा 2) को पर्वबिन्दु करने के लिए। उच्च सटीकता और परिशुद्धता कि इस Dr के लिए आवश्यक हैilling ऑपरेशन एक डिजिटल stereotaxic जोड़तोड़ हाथ के 10 माइक्रोन संकल्प द्वारा सरल है।
      नोट: टोप की पिन के लिए आदेश में ठीक से प्रत्यारोपित किया जा करने के लिए, माउस की खोपड़ी stereotaxic सीमा के भीतर सुरक्षित जगह में होना चाहिए। खोपड़ी ड्रिलिंग के दौरान चलता है, टोप और गड़गड़ाहट छेद के misalignment पीछा करना हो सकता।
  9. Headpieces प्रत्यारोपण।
    1. सीधे संदंश के साथ, वक्ष ईएमजी तारों के लिए ईएमजी तार सुरंगों तैयार करते हैं। दोनों को छोड़ दिया और सही ईएमजी तारों के लिए पीठ में त्वचा और मांसपेशियों के बीच 2.5 सेमी बिल। वक्ष और सीधे संदंश के साथ पहली बार बनाया गुहा में गर्भाशय ग्रीवा EMGS डालें, और उसके घुमावदार संदंश ऐसी है कि पिन पहले drilled गड़गड़ाहट छेद के साथ तालमेल के साथ ईईजी ईंट छल।
    2. टोप पर थोड़ा दबाव लागू करें और खोपड़ी में पिन wiggle। पिन व्यास 0.46 मिमी है। नेल पॉलिश इन्सुलेट के साथ, पिन drilled गड़गड़ाहट ho में कसकर फिट होगालेस। टोप स्थिर हो जाएगा एक बार यह उचित रूप से डाला जाता है। अंतिम पदों के लिए ईएमजी तारों को समायोजित करें। दूसरी तरफ टोप के लिए एक ही प्रक्रिया को दोहराएं।
  10. दंत सीमेंट का उपयोग जगह में टोप सुरक्षित।
    1. जब दोनों headpieces जगह में स्थापित कर रहे हैं, मिश्रण 1: 1 के अनुपात मिथाइल methacrylate की अपनी तिर्यक परिसर के साथ। मिश्रण ऐसी है कि यह उजागर खोपड़ी, पिन इलेक्ट्रोड के नाखून पॉलिश भागों, और ईएमजी तारों के समीपस्थ हिस्से को शामिल किया है, लेकिन मन की महिला पात्र को कवर नहीं करता लागू करें।
    2. फर पर सीमेंट नहीं मिल यकीन है। फार्म के लिए है कि माउस पर हड़पने के लिए सक्षम हो जाएगा सीमेंट की लकीरें के लिए अनुमति न दें। सीमेंट सुखाने के लिए के लिए पर्याप्त समय सुनिश्चित करने, और उसके बाद स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम से माउस को हटा दें। कुल वजन है कि माउस ले जाने के लिए होगा टोप के 2 हिस्सों से है और हासिल सीमेंट लगभग 1.2 ग्राम है।
  11. एक स्वच्छ में पशु रखेंवसूली क्षेत्र।
    1. एक हीटिंग पैड के साथ मुख्य शरीर के तापमान को बनाए रखें। माउस मॉनिटर जब तक यह सब आसनीय सजगता आएगा, संज्ञाहरण से उद्भव वाचक। व्यक्तिगत आवास लंबी अवधि वसूली के लिए सिफारिश की है।
    2. सर्जरी के बाद 3 दिनों की एक न्यूनतम के लिए दैनिक निगरानी हस्तक्षेप पीड़ानाश के साथ की सिफारिश की है। एक सीमित अवधि के आदी होना शुरू करने से पहले की वसूली के बाद operatively 10-14 दिनों की अनुमति दें।

4. अभ्यस्त Tethering करने के लिए पशु

  1. माउस एक माउस सिर संयम (चित्रा 1G-एच) का उपयोग करने के लिए एडाप्टर कनेक्ट। headpieces कि घुमावदार hemostats के साथ जगह में पुख्ता कर रहे हैं एक बार माउस रोका जाता है और धीरे-धीरे दोनों पक्षों पर प्रत्यारोपित टोप में एडाप्टर पिन डालने के विपरीत कोनों पर पकड़।
  2. अनुकूलक (चित्रा 1H) के लिए 32 चैनल एम्पलीफायर कनेक्ट करें। एक सह में दोनों एडाप्टर और एम्पलीफायर पर लोगो के लिए पंक्ति में सुनिश्चित करेंदोनों एडाप्टर और एम्पलीफायर चैनल मानचित्रण त्रुटियों को रोकने के लिए nsistent उन्मुखीकरण। एक RHD2000 मानक सीरियल परिधीय इंटरफेस (एसपीआई) केबल के लिए एम्पलीफायर कनेक्ट करें। इस केबल सिग्नल रिकॉर्डिंग के लिए अधिग्रहण प्रणाली से कनेक्ट करेगा।
  3. एक कक्ष में एक ब्रैकट हाथ कक्ष की दीवार पर स्थापित है जो भीतर माउस रखें। ब्रैकट हाथ करने के लिए एसपीआई इंटरफ़ेस केबल देते हैं और सीमित केबल के वजन प्रतिक्रिया करने के लिए ब्रैकट हाथ में तनाव को समायोजित। माउस आसानी से ले जाने में सक्षम है और एक घंटे के लिए रिकॉर्डिंग से पहले एक दिन के सप्ताह आदी है।
  4. माउस डिस्कनेक्ट करने के लिए, बस माउस से केबल और एडाप्टर माउस से एडाप्टर रखती में सहयोगी के लिए एक फ्लैट स्टेनलेस स्टील सूक्ष्म रंग का उपयोग करते हुए हाल चलाना।

5. सिग्नल निकालना प्रणाली सेटअप / संकेत रिकॉर्डिंग

  1. एक प्रत्यारोपित माउस का टोप में निर्माण अनुकूलक प्लग। एडाप्टर के लिए एक headstage एम्पलीफायर कनेक्ट औरएम्पलीफायर को और अधिग्रहण बोर्ड के लिए एक मानक एसपीआई इंटरफ़ेस केबल देते हैं। एसपीआई केबल एक ठीक से tensioned ब्रैकट को देते हैं इतना है कि माउस के सिर पर अतिरिक्त वजन को कम से कम है।
  2. एक स्थानीय फैराडे पिंजरे प्लेस, का आयोजन जाल या एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग कर headstage के आसपास बनाया गया है और स्थानीय फैराडे पिंजरे जमीन।
  3. जीयूआई में मॉड्यूल के माध्यम से एक 30 एस / सेकंड नमूना दर और उपाय impedances का चयन करके प्रत्येक रिकॉर्डिंग की शुरुआत से पहले इलेक्ट्रोड impedances प्राप्त करते हैं। एक प्रतिबाधा की तुलना में कम या एक व्यक्ति पिन के लिए 10 kΩ के बराबर मूल्य उचित इलेक्ट्रोड संपर्क की पुष्टि के लिए आवश्यक है। उच्चतर प्रतिबाधा मूल्यों है कि इलेक्ट्रोड से खारिज कर दिया डेटा में परिणाम।
  4. रिकॉर्डिंग के लिए, ताल FPGA, bandpass फिल्टर, और जीयूआई में LFP दर्शक का एक संकेत श्रृंखला बनाने के लिए। यह 1.00 एस / एस, 0.1-7,500 हर्ट्ज की बैंडविड्थ का एक नमूना दर का चयन करें और डीएसपी का चयन रद्द करने की सिफारिश की है। 0.1-250 हर्ट्ज के लिए bandpass फिल्टर सेट और सेशन से चैनलों प्रदर्शितLFP दर्शक ening। सबसे अच्छा चयन किया ड्रा विधि के साथ 250 और 400 μV चैनल आयाम डेटा visualizes।
  5. जीयूआई का उपयोग रिकॉर्डिंग शुरू। प्रत्येक रिकॉर्डिंग के लिए एक नया फ़ोल्डर बनाने और उस फ़ोल्डर में फ़ाइलों को बचाने के लिए पथ निर्धारित किया है। एक रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए बस रिकार्ड मारा। कनेक्टर से सभी 32 चैनल डिफ़ॉल्ट रूप से दर्ज की गई हैं, लेकिन अवांछित चैनलों रिकॉर्डिंग की शुरुआत से पहले ताल FPGA मॉड्यूल के सही पक्ष पर क्लिक करके अचयनित जा सकता है।
  6. विश्लेषण के लिए मैटलैब में डेटा आयात करें। वहाँ खुले स्रोत toolboxes कि विश्लेषण में मदद करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है की एक भीड़ हैं।

Representative Results

एक स्वतंत्र रूप से चलती माउस एक उच्च घनत्व ईईजी टोप के साथ प्रत्यारोपित में दर्ज नमूना डेटा 3 चित्र में दिखाया गया है। व्यक्तिगत ईईजी waveforms चित्रा 2 में दिखाया चैनल मानचित्रण योजना के अनुरूप हैं। ग्रीवा और वक्ष ईएमजी के उदाहरण भी चित्रा 3 में प्रदर्शित कर रहे हैं। ध्यान दें कि वक्ष ईएमजी रिकॉर्डिंग भी एम्बेडेड बिजली की गतिविधि माउस का दिल है कि आसानी से स्पष्ट हो जाता है जब दो वक्ष ईएमजी तारों के बीच एक अंतर संकेत (टी) गणना में उद्भव होता है। इस रिकॉर्डिंग के साथ यह भी विद्युतहृद्लेखी क्यूआर spikes के बीच के समय को मापने के द्वारा माउस की हृदय गति की गणना करने के लिए संभव है। 23-24 इसी प्रकार, यह के रूप में वक्ष गुहा फैलता क्यूआर कील की phasic परिवर्तनशीलता की गणना के द्वारा माउस की सांस की दर को मापने के लिए संभव है और प्रत्येक सांस के साथ अनुबंध। 25 इसलिए, इस स्थापना के अधिग्रहण ओ के लिए परमिटएफ murine पोलीसोम्नोग्राफी। इसके अलावा, सेटअप दृश्य पैदा की क्षमता (चित्रा 4) के cortical मानचित्रण सक्षम बनाता है। जब प्रकाश की एक 10 मिसे नाड़ी माउस की बाईं आंख के लिए एक ही दिया जाता है, क्लासिक प्रतिक्रियाओं contralateral (लेकिन ipsilateral नहीं) प्राथमिक दृश्य कोर्टेक्स कि contralateral माध्यमिक दृश्य कोर्टेक्स में एक प्रतिक्रिया में देरी से पालन कर रहे हैं में दर्ज हैं। फिल्म में चित्रा 4 में एम्बेडेड समय contralateral V1 और V2 में गतिविधि का रेखांकन के साथ-साथ पूरे cortical सतह भर में बिजली क्षमता अलग-अलग पता चलता है।

एपी
3.3 0 0
2 0.4 0.6 0.6 0.4
0.7 0.6 0.9 0.9 0.6
-0.6 0.9 1 1 0.9
-1.9 1 1.1 1.1 1
-3.2 3 1 1 1 1 3
-4.5 3 0.7 0.7 0.7 0.7 3
माले -2.3 -1 1 2.3

तालिका 1:। पिन ट्रिमिंग लंबाई यह आंकड़ा आवश्यक trimming लंबाई, मिमी में, पिन प्रति टोप के लिए पता चलता है। पिन trimming के लिए लंबाई एक माउस मस्तिष्क एटलस से हासिल किया गया। वायु सेनाtrimming पिन आतंकवाद, टोप मस्तिष्क की सतह प्रोफ़ाइल मेल खाता है। 20 ईएमजी पिन पूरी तरह से काट रहे हैं के रूप में ईएमजी संकेत रिकॉर्ड करने के लिए इस्तेमाल किया तार पिन ठूंठ पर soldered रहे हैं।

आकृति 1
चित्रा 1:। टोप अवयव, इंटरमीडिएट निर्माण कदम है, और रिकॉर्डिंग के लिए उचित कनेक्शन यह आंकड़ा headpieces बनाने के लिए इस्तेमाल कच्चे माल से पता चलता है। एक 100 पिन संदूक संयोजक के साथ शुरू, छोटे 2 x 7 और 2 एक्स 1 घटकों बनाई गई हैं। ध्यान दें कि 2 एक्स 1 घटक में, 2 एक्स 50 के मूल में बढ़त बरकरार है, जो लगातार टोप निर्माण परमिट और एक एडाप्टर कई प्रत्यारोपित चूहों से कनेक्ट करने के लिए अनुमति देता है। चित्रा 1 बी और 1 सी एडाप्टर बनाने के लिए आवश्यक कच्चे माल पेश एम्पलीफायर को टोप से। 1 बी का टोप अंत प्रस्तुतएडाप्टर है कि इसी तरह से कट गई है टोप से कनेक्ट करने के लिए। ध्यान दें कि कि 2 एक्स 1 फिर, कच्चे घटक से एक मूल बढ़त है एडाप्टर और टोप के बीच उचित कनेक्शन सुनिश्चित करने। चित्रा 1C एडाप्टर एम्पलीफायर को जोड़ता के अंत से पता चलता है। चित्रा -1 दिखाता epoxied 2 x 7 और 2 संकेत रिकॉर्डिंग के लिए तैयार ईएमजी तारों के साथ-साथ एक्स 1 घटकों। चित्रा 1E एक पूरा टोप को दर्शाता है। चित्रा 1F एक पूरा एडाप्टर प्रदर्शित करता है। चित्रा 1G headpieces और अनुकूलक के बीच एक उचित कनेक्शन से पता चलता है। अन्त में, चित्रा 1H जुड़ा एडाप्टर और एम्पलीफायर के साथ एक प्रत्यारोपित माउस से पता चलता है। एम्पलीफायर चिप एक इंटरफेस केबल है कि अधिग्रहण बोर्ड () नहीं दिखाया को चलाता से जुड़ा है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


चित्रा 2:। इलेक्ट्रोड असेंबल और पूरी तरह से निर्माण टोप यह आंकड़ा माउस मस्तिष्क के संबंध में इलेक्ट्रोड नियुक्ति से पता चलता है। इलेक्ट्रोड स्थानों शीर्षस्थान से stereotaxic निर्देशांक पर आधारित हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए निर्देशांक प्रोटोकॉल के कदम 4.8 में पाया जा सकता है। इलेक्ट्रोड रंग प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए अंतर्निहित मस्तिष्क क्षेत्रों से मेल खाती है। व्हाइट = ललाट एसोसिएशन कोर्टेक्स (एफआरए), ऑरेंज = प्राथमिक मोटर प्रांतस्था (एम 1), गुलाबी = माध्यमिक मोटर प्रांतस्था (M2), गहरे हरे रंग = प्राथमिक somatosensory प्रांतस्था, forelimb क्षेत्र (S1FL), ग्रीन = प्राथमिक somatosensory प्रांतस्था, dysgranular क्षेत्र (S1DZ ), लाइट ग्रीन = प्राथमिक somatosensory प्रांतस्था, बैरल क्षेत्र (S1BF), पीला = औसत दर्जे का पार्श्विका एसोसिएशन कोर्टेक्स (MPtA), डार्क ब्लू = प्राथमिक दृश्य कोर्टेक्स (v1), लाइट ब्लू = माध्यमिक दृश्य कोर्टेक्स, mediomedial क्षेत्र (V2MM), ब्लैक = retrosplenial DYsgranular कोर्टेक्स (आरएसडी)। 20 आम संदर्भ / ग्राउंड के रूप में अच्छी तरह से दिखाया गया है। इस संदर्भ योजना कच्चे संकेत के भीतर सांस विरूपण साक्ष्य को कम करता है। प्रत्येक व्यक्ति के इलेक्ट्रोड के साथ जुड़े संख्या पूरे सरणी के लिए एक चैनल नक्शा प्रदान करते हैं। एलन माउस ब्रेन एटलस। 21,22 चित्रा 2 बी से संशोधित छवि एक पैसा भी करने के लिए सम्मान के साथ पैमाने पर करने के लिए एक पूरी तरह से निर्माण टोप से पता चलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3: नमूना ईईजी और EMG इलेक्ट्रोड असेंबल से निशान इलेक्ट्रोड waveforms चैनल मानचित्रण चित्रा 1 ए में दिखाया गया के अनुरूप हैं।। सरवाइकल ईएमजी (सी) डब मांसपेशियों टोन (+) निर्धारित करने की क्षमता प्रदान करता है। ईएमजी संकेतों भी हृदय क्यूआर बिजली के उद्यमी शामिल(*)। स्केल आयाम का पता लगाने के लिए 200 μV और 1 ट्रेस अवधि के लिए सेकंड की सलाखों के दिखाए जाते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4: दृश्य पैदा संभावित के स्थानिक वितरण एकतरफा प्रकाश फ्लैश बाईं आंख के लिए एक ही प्रशासित की पैदा की संभावित निम्नलिखित आवेदन के स्थानिक वितरण।। अपर आरेख प्रत्येक चक्र एक इलेक्ट्रोड का प्रतिनिधित्व करने के साथ उच्च घनत्व ईईजी असेंबल दर्शाया गया है। समय के साथ रंग में परिवर्तन प्रत्येक संबंधित इलेक्ट्रोड के लिए समय के साथ परिवर्तन वोल्टेज से मेल खाती। पर समय = 0 मिसे, एक 10 मिसे प्रकाश नाड़ी दिया और बीच आकृति में प्रतिनिधित्व किया है। नीचे ग्राफिक contralateral V1 और V2 ईईजी इलेक्ट्रोड (एन = 108 ईपी परीक्षण) के लिए पैदा की संभावित निशान मतलब दिखाता है। लाइट पुलएसई 0 मिसे पर होता है। ध्यान दें कि इसी पैदा की संभावित प्रतिक्रिया contralateral V1 (काला ट्रेस) में मनाया जाता है, एक लंबे समय तक विलंबता के द्वारा पीछा contralateral V2 (लाल ट्रेस) में संभावित प्रतिक्रिया हुई। (राइट डाउनलोड करने के लिए क्लिक करें)।

Discussion

कम लागत वाली निर्माण और शल्य चिकित्सा के क्रम में ठीक एक माउस में एक 26 चैनल, उच्च घनत्व ईईजी असेंबल प्राप्त करने के लिए आवश्यक कदम वर्णन किया गया है। उचित एपीड्यूरल इलेक्ट्रोड संपर्क इस प्रणाली में गुणवत्ता ईईजी संकेतों को प्राप्त करने में महत्वपूर्ण है। प्रोटोकॉल पता भीतर दो चरण इस समस्या: पिन मस्तिष्क समोच्च, और एक्रिलिक सुदृढीकरण के लिए पहले टोप आरोपण मैच के लिए trimming। यह एक पिन के निर्माण के चरण के दौरान बहुत कम कटौती करने के लिए महत्वपूर्ण नहीं है। जब headpieces दाखिल, यह अंतिम एक्रिलिक सुदृढीकरण पहले पिन प्लेसमेंट की जांच करना जरूरी है। एक तरह से उचित इलेक्ट्रोड संपर्क पुष्टि करने के लिए प्रतिबाधा परीक्षण के माध्यम से है। जाहिरा तौर पर, 5-10 kΩ के impedances उचित एपीड्यूरल प्लेसमेंट के सुझाव देते हैं। 26   मुक़ाबला माप, headpieces 'स्थायित्व का प्रदर्शन के रूप में इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा मूल्यों आरोपण के बाद कम से कम 4 महीने के लिए इस 5-10 kΩ सीमा के भीतर स्थिर रहे हैं। अन्यआवश्यक कदम संरेखित 2 x 7 ईईजी ईंट के दो पीछे सबसे पंक्तियों के साथ ईएमजी पिन शामिल है। यह एडाप्टर कनेक्शन के लिए महत्वपूर्ण है के रूप में misaligned ईएमजी और ईईजी पिन अनुकूलक या तुला एडाप्टर पिनों से कनेक्ट करने में असमर्थता में परिणाम होगा।

इस अधिग्रहण प्रणाली का एक प्रमुख लाभ आदेश विविध प्रयोगात्मक जरूरतों का अनुकूलन करने में इलेक्ट्रोड सरणी के आकार को संशोधित करने में आसानी है। स्वनिर्धारित इलेक्ट्रोड की व्यवस्था है कि बेहतर विशिष्ट प्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं आसानी से बनाया जा सकता है। विशिष्ट प्रयोगों के लिए अनुकूलन संभावित संयुक्त औषधीय, electroencephalographic, और व्यवहार के अध्ययन के लिए निर्देशित दवा वितरण के लिए प्रवेशनी साथ ईईजी जोड़ सकता है। 27 Headpieces, एडेप्टर, और शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं आसानी से जब ऊपर प्रोटोकॉल में वर्णित तरीकों का पालन अध्ययन की एक विस्तृत संख्या के आधार पर कर रहे हैं । इस अधिग्रहण प्रणाली का एक दूसरा बड़ा लाभ यह अपनी कम लागत है। वर्तमान में, इस अधिग्रहण प्रणाली कर सकते हैंरिकॉर्ड 128 अप करने के लिए 4 अलग तारों पर इनपुट चैनल, 4 चूहों या अगर वांछित, उच्च घनत्व ग्रिड के साथ चूहों से एक साथ रिकॉर्डिंग की अनुमति है। इस तरह के विस्तार केवल अतिरिक्त केबल और एडेप्टर की आवश्यकता होगी।

उच्च घनत्व ईईजी अधिग्रहण के लिए यह दृष्टिकोण चूहों में अन्य उच्च घनत्व ईईजी अधिग्रहण के तरीकों की खामियों संबोधित करते हैं। प्रणाली इस काम में वर्णित handily सरल सामग्री के साथ निर्माण और एक प्रयोग के दौरान मुक्त आवाजाही की इजाजत देती है, खुला स्रोत हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर है कि सस्ती और स्थिर है का उपयोग करता महीनों में ही पशु में दोहराया माप के लिए अनुमति देता है, और होना करने के लिए चूहों की आवश्यकता नहीं है रिकॉर्डिंग के लिए anesthetized। इस प्रणाली की सीमाओं कि यह केवल चूहों कि 20 ग्राम या उससे अधिक वजन, और पुराने की तुलना में 12 सप्ताह में तारीख करने के लिए मान्य किया गया है। छोटे या युवा चूहों टोप आरोपण के साथ कठिनाई हो सकती है। इस पद्धति का एक माध्यमिक सीमा असमर्थता ठीक headp के बाद इलेक्ट्रोड गहराई को नियंत्रित करने के लिए हैIECE निर्माण। बहरहाल, यह एक ही सीमा पारंपरिक पेंच ईईजी इलेक्ट्रोड के लिए लागू होता है के बाद से वहाँ कोई रास्ता ठीक पूर्व पोस्टमार्टम पेंच गहराई cortical सतह के सापेक्ष पता है। इस विधि में आम तौर पर ठीक से माउस से हस्तक्षेप संकेत परिरक्षण शामिल है जब आदेश शोर से मुक्त संकेत प्राप्त करने के लिए सीमित के लिए समस्या निवारण।

उच्च घनत्व ईईजी सरणियों कि आधुनिक ईईजी व्याख्या में नया सामान्य हैं ईईजी डेटा के जटिल spatiotemporal विश्लेषण के लिए आवश्यक हैं। एक दृश्य पैदा की क्षमता का स्थानिक वितरण सचित्र है, वहीं इस प्रणाली का उपयोग कर प्राप्त डेटा बिजली के स्रोत इमेजिंग तकनीक और neuronal कनेक्टिविटी उपायों का उपयोग विश्लेषण किया जा सकता है। के रूप में 4 चित्र में दिखाया गया है एक 60% से 70% पारंपरिक पेंच संपर्कों की तुलना में इन इलेक्ट्रोड पिन के बीच संपर्क क्षेत्र में कमी, अधिक सटीक संकेत स्थानीयकरण परमिट। आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों में उच्च घनत्व विश्लेषणात्मक तकनीकों को रोजगार, निम्नलिखित Pharmacological हस्तक्षेप, या इस तरह के जब्ती विकारों मदद कर सकते तंत्र विशिष्ट cortical दोलनों पैदा विचार, ERPs और ईपीएस के सूत्रों स्थानीय बनाना, और बड़े पैमाने पर नेटवर्क गुण प्रकट रूप में आंतरिक विकृति के साथ पशुओं में। बेहतर paralleling मानव सिस्टम से, इस दृष्टिकोण मानव neurophysiology और तंत्रिकाविकृति विज्ञान के छोटे पशु मॉडल में सुधार, मानव में वैज्ञानिक और नैदानिक ​​प्रासंगिकता के कृंतक मॉडल में की गई खोजों के आसान अनुवाद उपलब्ध कराने होंगे।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
32 Channel RHD2132 amplifier headstage Intan Technologies C3314
Aquistion Board Open Ephys v2.2
100 Position Receptable Connector Digi-Key ED85100-ND Headpiece
Acetone (1 L) Sigma Aldrich 179973-1L
Razor Blade (100 pack) McMaster Carr 3962A4
Wire-Cutting Pliers MSC Industrial 321786
2-Part Epoxy McMaster Carr 7605A18
PFA Coated Silver Wire (25 ft) A-M Systems 787000 EMG Wire
CircuitWriter Pen MCM Electronics 200-175 Silver Applicator for Electrode Tips
36 Position Dual Row Male Nano-Miniature Connector Omnetics Connector Corporation A79028-001 Headpiece to Amplifier Adapter
Conn Strip Header 2 x 50 Digi-Key ED83100-ND Headpiece to Amplifier Adapter
Clidox Base and Acitvator Pharmacal 95120F & 96120F Sterilant
Isoflurane Priamal Enterprises Ltd 66794-019-10
Oxygen Airgas OX USP300
Closed Loop Temperature Controller CWE Inc.  08-130000
Curved Scissors FST 14085-09
0.25% Bupivicaine Hydrochloride Hospira 0409-1159-02 Local Anesthetic
Meloxicam 5mg/ml Henry Schein 6451602845 Pain/Inflammation Relief
0.9% Sodium Chloride Hospira 0409-4888-20 Fluids
Cefazolin Hospira 0409-0806-01 Antibacterial
No.11 Disposable Scapel (20 pk) Feather 2975#11
Micro Serrefines FST 18052-3
Cotton Swabs (1,000 pk) MSC Industrial 8749574
0.5 mm Micro Drill Bit FST 19007-05
Stereotaxic Drill Kopf Model 1471
Curved Forceps Roboz RS-5136
Methyl Methacrylate A-M Systems 525000 Cement for headpiece
Methyl Methacrylate Crosslinking Compound A-M Systems 526000
Curved Hemostats FST 13003-10 Aide in Adapter Connection
RHD2000 standard SPI interface cable (3ft) Intan Technologies C3203
Cantilever Arm Instech MCLA
Micro Spatula (12 pk) Fischer Scientific S50822
Digital Soldering Station MCM Electronics 21-10115
Rosin Core Solder 60/40 Tin/Lead MCM Electronics 21-1045
Color Craze Nail Polish with Hardeners (Nitrocellulose based) L.A. Colors CNP508
Small Animal Stereotaxic Instrument with Digital Display Console Kopf Model 940

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References

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एक कृंतक मॉडल में उच्च घनत्व electroencephalographic अधिग्रहण कम लागत और खुले स्रोत संसाधन का उपयोग करना
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Wasilczuk, A. Z., Proekt, A., Kelz, M. B., McKinstry-Wu, A. R. High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources. J. Vis. Exp. (117), e54908, doi:10.3791/54908 (2016).

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