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Neuroscience

दृश्य एक सूखी गैर इनवेसिव मल्टी चैनल खोपड़ी ईईजी संवेदक का उपयोग चूहों में संभावित रिकॉर्डिंग पैदा

Published: January 12, 2018 doi: 10.3791/56927
Automatic Translation
1, 2, 2, 1,3
1Department of Biomedical Science and Engineering (BMSE), Gwangju Institute of Science and Technology (GIST), 2School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS), Gwangju Institute of Science and Technology (GIST), 3School of Mechanical Engineering (SME), Gwangju Institute of Science and Technology (GIST)

Summary

हम एक शुष्क प्रकार 16 चैनल ईईजी सेंसर जो गैर इनवेसिव, विकृत है, और फिर से प्रयोग करने योग्य बनाया गया है । यह कागज प्रस्तावित ईईजी इलेक्ट्रोड निर्माण से पूरी प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए दृश्य पैदा की क्षमता का संकेत प्रसंस्करण (VEP) एक माउस खोपड़ी पर मापा एक सूखी गैर इनवेसिव मल्टी चैनल ईईजी संवेदक का उपयोग कर संकेत ।

Abstract

प्रयोगशाला चूहों के साथ खोपड़ी ईईजी अनुसंधान वातावरण के लिए, हम एक शुष्क प्रकार 16 चैनल ईईजी सेंसर जो गैर इनवेसिव, विरूपण है, और पुन: प्रयोग करने योग्य है क्योंकि सवार-स्प्रिंग बैरल संरचनात्मक पहलू और यांत्रिक धातु से उत्पंन ताकत के लिए तैयार सामग्री. एक माउस से vivo में VEP प्रतिक्रियाओं को प्राप्त करने के लिए पूरी प्रक्रिया में चार कदम होते हैं: (1) सेंसर विधानसभा, (2) पशु तैयारी, (3) VEP माप, और (4) सिग्नल प्रोसेसिंग. यह पत्र एक उपसूक्ष्म वोल्टेज संकेत संकल्प और उप सौ मिलीसेकंड लौकिक संकल्प के साथ कई चूहों से VEP प्रतिक्रियाओं के प्रतिनिधि माप प्रस्तुत करता है । प्रस्तावित विधि अन्य पहले की रिपोर्ट पशु ईईजी प्राप्त करने के तरीकों की तुलना में सुरक्षित और अधिक सुविधाजनक है, हालांकि, कैसे सिग्नल-शोर अनुपात को बढ़ाने के लिए और आज़ादी से चलती जानवरों के साथ इस तकनीक को लागू करने के लिए कैसे सहित शेष मुद्दों रहे हैं. प्रस्तावित विधि आसानी से उपलब्ध संसाधनों का इस्तेमाल करता है और एक संतोषजनक संकेत गुणवत्ता के साथ एक दोहराव VEP प्रतिक्रिया से पता चलता है । इसलिए, इस विधि अनुदैर्ध्य प्रयोगात्मक अध्ययन और विश्वसनीय शोधों गैर इनवेसिव मानदंड का शोषण अनुसंधान के लिए उपयोग किया जा सकता है ।

Introduction

जैसे डिमेंशिया के रूप में बूढ़ा अपक्षयी मस्तिष्क रोगों के साथ रोगियों की संख्या के रूप में, अल्जाइमर, Parkinsonian सिंड्रोम, और स्ट्रोक एक उम्र बढ़ने की आबादी और एक बढ़ती हुई जीवन प्रत्याशा के साथ वृद्धि हुई है, इन रोगों के दीर्घकालिक सामाजिक बोझ है भी1,2,3बढ़ गई । इसके अलावा, इस तरह के एक प्रकार का पागलपन और आत्मकेंद्रित के रूप में सबसे neurodevelopmental रोगों, संज्ञानात्मक और व्यवहार विकारों जो एक मरीज के पूरे जीवन2,3,4प्रभावित के साथ कर रहे हैं । इस कारण से, शोधकर्ताओं निदान, रोकथाम, रोग समझ, दीर्घकालिक प्रेक्षण, और मस्तिष्क रोगों के उपचार में सुधार करने के लिए संघर्ष किया गया है । हालांकि, समस्याओं मस्तिष्क की जटिलता और unवोह रोग विकृतियों से उपजी रहती है । शोधों अनुसंधान समाधान की पहचान के लिए एक आशाजनक उपकरण हो सकता है क्योंकि यह नैदानिक अनुप्रयोगों के लिए एक छोटी समय सीमा के भीतर बुनियादी अनुसंधान के हस्तांतरण में सक्षम बनाता है, कम कीमत पर, और तंत्रिका विज्ञान के क्षेत्रों में एक उच्च सफलता दर के साथ5 ,6,7. अनुवाद अनुसंधान का एक अंय लक्ष्य के लिए मानव विषयों में लागू की जांच है, जो पशुओं में गैर इनवेसिव प्रयोगात्मक दृष्टिकोण है कि मनुष्यों के लिए एक ही विधि से तुलना की अनुमति की आवश्यकता है । इन शर्तों गैर इनवेसिव पशु तैयारी तरीकों के विकास के लिए कई महत्वपूर्ण जरूरतों के लिए नेतृत्व किया है । एक विधि electroencephalography (ईईजी) है, जो cortical मस्तिष्क कनेक्टिविटी और गतिविधि दो-आयामी उच्च लौकिक संकल्प के साथ पता चलता है, और जो एक गैर इनवेसिव प्रोटोकॉल से लाभ । घटना से संबंधित संभावित रिकॉर्डिंग (ईआरपी) ठेठ प्रयोगात्मक मानदंड है कि ईईजी का उपयोग में से एक है ।

कई पिछले अध्ययनों से मानव विषयों को लक्षित करने के लिए गैर इनवेसिव ईईजी तरीके कार्यरत हैं, जबकि आक्रामक तरीके, प्रत्यारोपण शिकंजा और पोल प्रकार इलेक्ट्रोड के रूप में, पशु अध्ययन में इस्तेमाल किया गया है8,9,10 , 11 , 12. सिग्नल की गुणवत्ता और इन पद्धतियों की विशेषताओं को सेंसर प्लेसमेंट की आक्रामकता पर काफी निर्भर कर रहे हैं । सफल शोधों के अनुसंधान के लिए, मानव अनुसंधान13के लिए इस्तेमाल किया उन के रूप में पशु अध्ययन के लिए एक ही स्थिति का उपयोग पर बल दिया जुटाने । जानवरों का उपयोग कर बुनियादी अनुसंधान के लिए, तथापि, गैर इनवेसिव ईईजी के तरीके प्रचलित नहीं हैं । एक उपंयास दृष्टिकोण एक गैर इनवेसिव खोपड़ी ईईजी संवेदक प्रयोगशाला चूहों पर ध्यान केंद्रित प्रणाली का उपयोग कर अनुवाद अनुसंधान के लिए एक विश्वसनीय और कुशल उपकरण है कि गैर मानव के लिए इनवेसिव मानदंड लागू किया जा सकता है, के रूप में अच्छी तरह से होगा ।

कई माउस ईईजी अध्ययनों से पीसीबी (मुद्रित सर्किट बोर्ड) आधारित मल्टी चैनल इलेक्ट्रोड14,15,16का व्यावसायीकरण द्वारा जिस तरह से नेतृत्व किया । हालांकि वे एक इनवेसिव विधि को अपनाया, वे चैनलों की एक सीमित संख्या में था (3-8), जो यह कठिन बड़े पैमाने पर मस्तिष्क गतिशीलता का पालन करने के लिए बनाया है । इसके अलावा, आवेदन उनकी इनवेसिव और उच्च लागत से प्रतिबंधित किया जा सकता है । एक अन्य शोध अध्ययन में, आइएसटी (कोरिया विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान) ने ४० चैनल polyimide-आधारित पतली फिल्म इलेक्ट्रोड विकसित किया और इसे माउस की खोपड़ी से संलग्न किया17,18,19,20 . यह काम माउस ईईजी चैनलों की सबसे अधिक संख्या हासिल की । यह था, तथापि, यांत्रिक रूप से कमजोर और पुन: उपयोग करने के लिए आसान नहीं; इसलिए, यह दीर्घकालिक टिप्पणियों के लिए अनुपयुक्त था, एक कमजोर संकेत करने के लिए अग्रणी, संभवतः एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के कारण होता है । इस बीच, Troncoso और Mégevand (मिथाइल methacrylate) (पीएमएमए, ऐक्रेलिक ग्लास) ग्रिड21,22 एक छिद्रित पाली द्वारा सुरक्षित ३२ स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोड के साथ कुतर ' खोपड़ी पर एक संवेदी पैदा संभावित (SEP) हासिल किया , 23. उनके उच्च संकेत गुणवत्ता के बावजूद, इलेक्ट्रोड यांत्रिक लचीला और निविदा थे; इसलिए, वे कई प्रयोगों के लिए लागू किया जा रहा कठिनाइयों था । इसके अलावा, इस विधि अभी भी ंयूनतम इनवेसिव था । हालांकि इन तरीकों अच्छा संकेत गुणवत्ता प्रदान करते हैं, एक माउस की खोपड़ी की सतह क्षेत्र सीमित है, इसलिए इलेक्ट्रोड की संख्या एक स्टेनलेस पोल-प्रकार इलेक्ट्रोड का उपयोग कर प्रतिबंधित है. चूहों के लिए पिछले ईईजी अध्ययनों की एक संख्या कई सीमाएं दिखाई । इस अध्ययन में, हम एक गैर इनवेसिव शुष्क प्रकार मल्टी चैनल सेंसर का उपयोग कर पूर्व नैदानिक शोधों अनुसंधान में लागू ईईजी को मापने के लिए एक नई विधि दिखाएगा ।

आदेश में पिछले पशु ईईजी के तरीके, जो पशु तैयारी, इनवेसिव, उच्च लागत, बेकार, और कमजोर यांत्रिक शक्ति की आंतरिक जटिलता शामिल की सीमाओं को दूर करने के लिए, हम एक नया इलेक्ट्रोड जो प्रदर्शित विकसित करने की मांग की लचीलापन, शुष्क प्रकार की स्थिति, मल्टी चैनल क्षमताओं, गैर इनवेसिव, और पुनः प्रयोज्य । निम्नलिखित प्रोटोकॉल में, हम एक सूखी, गैर इनवेसिव, मल्टी चैनल ईईजी सेंसर का उपयोग कर एक माउस खोपड़ी पर दृश्य पैदा की क्षमता (VEP) रिकॉर्डिंग को मापने की प्रक्रिया का वर्णन करेंगे. इस विधि आसानी से उपलब्ध संसाधनों का उपयोग करता है, इसलिए जैव चिकित्सा अभियांत्रिकी क्षेत्र में पशु प्रयोग में प्रवेश के लिए बाधा कम ।

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Protocol

पशु देखभाल और हैंडलिंग Gwangju विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान (सार) के संस्थागत दिशानिर्देश के बाद ।

नोट: vivo में एक माउस से VEP संकेत प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया में चार चरण होते हैं: (1) सेंसर असेंबली, (2) पशु तैयारी, (3) VEP माप, और (4) सिग्नल प्रोसेसिंग.

1. सेंसर विधानसभा

  1. एक गैर इनवेसिव इलेक्ट्रोड के लिए सोलह पिन तैयार करें ।
    नोट: प्रत्येक पिन प्रकार इलेक्ट्रोड तीन भागों के होते हैं: एक जांच सिर सवार, एक आंतरिक वसंत, और एक बैरल के रूप में चित्र 1aमें दिखाया गया. प्रत्येक पिन की लंबाई 13 मिमी है, और समायोज्य वसंत पूर्व लोड लंबाई 1 मिमी है.
  2. ग्लास फाइबर सब्सट्रेट के दो टुकड़े काट (मोटाई: १.५ मिमी) 15 मिमी × 17 मिमी (चौड़ाई × ऊंचाई) के आकार के साथ.
    नोट: गैर एक इंसुलेटर के रूप में शीसे रेशा सब्सट्रेट कार्यों का आयोजन, जो कई संकेतों माउस की खोपड़ी से एक साथ अधिग्रहीत अलग है ।
  3. एक सटीक उत्कीर्णन मशीन का उपयोग कर प्रत्येक व्यास १.२ मिमी के सोलह छेद बनाओ, के रूप में चित्रा 1cमें दिखाया गया है ।
    1. फ्लैट सब्सट्रेट पर 2 मिमी के एक अंतराल पर समान रूप से जांच समन्वय बाहर फैला: + 7/0, + 2/-2, + 2/0, + 2/+ 2, 0/-4, 0/-2, 0/0 (bregma), 0/+ 2, 0/+ 4,-2/-3,-2/-1,-2/+ 1,-2/+ 3,-4/-2,-4/0 ,-4/+ 2 (anteroposterior/पार्श्व bregma के आधार के साथ, मिमी में)24,25,26।
  4. दो सब्सट्रेट ढेर और सब्सट्रेट परतों के बीच तेजी से अभिनय चिपकने वाला गोंद की एक बूंद लागू, संकेत अधिग्रहण के दौरान सोलह स्थिर और समानांतर इलेक्ट्रोड का समर्थन 3 मिमी मोटाई की एक डबल परत का निर्माण.
  5. सब्सट्रेट पर सोलह इलेक्ट्रोड एक-एक करके मैन्युअल रूप से इकट्ठा.
    नोट: छोटे छेद व्यास प्रत्येक इलेक्ट्रोड एक ही लंबाई में बंद हो जाता है. प्रत्येक छेद व्यास थोड़ा एकल पिन (१.३ मिमी) जो किसी भी ढीला बिना इलेक्ट्रोड के तंग फिक्सिंग में सक्षम बनाता है के भीतर एक बैरल की मोटी व्यास की तुलना में छोटा है ।
  6. मिलाप और टच प्रूफ कनेक्टर के लिए प्रत्येक इलेक्ट्रोड के समाप्त मिलाप कप हिस्सा लिंक.
  7. कवर और गर्मी के साथ नग्न जंक्शनों छिपाने-बिजली के इंसुलेशन के लिए टयूबिंग हटना ।

2. पशु तैयारी

  1. Anesthetize माउस के साथ एक intraperitoneal (आईएफसआई) ketamine के इंजेक्शन: xylazine 100:10 (१०० मिलीग्राम/एमएल: 10 मिलीग्राम/एमएल) के साथ मिश्रण 10 µ एल की मात्रा शरीर के वजन के/
    नोट: पशु संज्ञाहरण की जांच की तैयारी शुरू करने से पहले एक पैर या tweaking पूंछ खींच कर पर्याप्त है ।
  2. एक कपास झाड़ू के साथ माउस कॉर्निया नम रखने के लिए आंख मरहम लागू करें ।
  3. एक बाल-क्लिपर के साथ सिर और कंधों के आसपास बाल निकालें, और फिर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध लोमनाशक क्रीम फैल और 3-4 मिनट के लिए इस क्षेत्र पर रखने के लिए ।
  4. एक रंग के साथ एप्लाइड लोमनाशक निकालें, और फिर पानी कई बार लागू गीला पोंछे के साथ बाकी पोंछ ।

3. VEP मापन

नोट: पूरे VEP मापने की प्रक्रिया एक अंधेरे फैराडे पिंजरे में जगह ले ली (चौड़ाई × गहराई × ऊंचाई: ६१ × ६१ × ६० सेमी) ।

  1. माउस के कान नहरों में कान सलाखों रखकर और उन्हें ठीक जगह में कस द्वारा stereotaxic फ्रेम पर माउस के सिर माउंट ।
  2. कस्टम बनाया इलेक्ट्रोड धारक (आंकड़ा 1b) में सेंसर माउंट और stereotaxic फ्रेम पर सेंसर धारक को ठीक, के रूप में चित्रा 1 डीमें दिखाया गया है.
  3. संदर्भ इलेक्ट्रोड स्थिति और bregma स्थिति27पर विचार करते हुए, लचीले ईईजी सेंसर की स्थिति जानें । उसके बाद, बहुत ध्यान से ऊर्ध्वाधर दिशा में सेंसर कम है कि सरणी इलेक्ट्रोड plungers माउस की खोपड़ी समान रूप से घुमावदार मार्जिन पर संपर्क करें ।
    नोट: कम दूरी 1 मिमी है, जो सवार की समायोज्य लंबाई है से छोटी है ।
  4. जांच करें कि impedances १०० kΩ से 2 MΩ उचित सीमा के भीतर हैं । जब पिन का कोई प्रतिबाधा मान श्रेणी28से बाहर है, तो इलेक्ट्रोड की स्थिति जानें ।
  5. माउस की आंखों से फोटो उत्तेजक 20 सेमी दूर स्थिति ।
  6. प्रयोग शुरू करने से पहले, अंधेरे दृश्य अनुकूलन के लिए अंधेरे पिंजरे में 10 मिनट के लिए माउस अनुकूलन ।
    1. इस प्रकार के रूप में प्रयोगात्मक उपकरणों के मापदंडों सेट: नमूना आवृत्ति: ५०० हर्ट्ज; पायदान फ़िल्टरिंग: ६० हर्ट्ज; अंतर-उत्तेजना अंतराल: 10 s; फ्लैश अवधि: 10 ms; फ़्लैश उत्तेजनाओं की संख्या: १०० परीक्षण/
      नोट: फ्लैश लाइट एक सफेद प्रकाश एलईडी रोशनी जो 20 सेमी की दूरी के साथ ५५० ± 20% lx है है ।

4. VEP प्रतिक्रियाओं संकेत प्रसंस्करण प्रक्रियाओं

  1. कछु
    1. लगातार धारावाहिक डेटा को मापने के लिए, प्रत्येक युग निकालने के लिए पूर्व से एकल परीक्षण VEP क्षेत्रों बनाने-उत्तेजना अवधि (-३०० एमएस) के बाद उत्तेजना अवधि (६०० एमएस), फ्लैश उत्तेजना शुरुआत के आधार पर ।
      ध्यान दें: के बाद से हम बार हर विषय के लिए १०० परीक्षणों पर फ्लैश उत्तेजना प्रदान करते हैं, प्रत्येक माउस के लिए १०० VEP कछु की कुल इस कदम में निकाले जाते हैं । ईईजी कछु एक प्रक्रिया है जिसमें विशिष्ट समय-windows लगातार मापा ईईजी संकेत डेटा से निकाले जाते हैं.
  2. पुन: संदर्भ (औसत संदर्भ)
    1. प्रत्येक समय बिंदु पर सभी चौदह इलेक्ट्रोड चैनलों में ईईजी संकेतों के औसत की गणना और फिर प्रत्येक चैनल से औसत मूल्य घटाना. सभी VEP कछु के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएँ ।
  3. प्रदर्शन बैंड-पास से संकेत की फ़िल्टरिंग ~ 1-100 हर्ट्ज एक परिमित आवेग प्रतिक्रिया (एफआईआर) फ़िल्टर का उपयोग कर.
  4. आधारभूत सुधार
    1. पूर्व उत्तेजना अवधि में ईईजी संकेतों के औसत की गणना (आधारभूत अवधि,-३०० ~ 0 एमएस) प्रत्येक चैनल के लिए, तो तरंग में प्रत्येक बिंदु से इस औसत घटाना (-३०० ~ ६०० ms). यह उत्तेजना के बाद मस्तिष्क तरंग परिवर्तन के अवलोकन की सुविधा के लिए VEP प्रतिक्रियाओं के आयाम धुरी समायोजित कर देता है । VEP कछु के सभी के लिए इस कदम को दोहराएँ ।
  5. ग्रांड VEP प्रतिक्रियाएं
    1. औसत एकल परीक्षण VEP कछु प्रत्येक चैनल के लिए एकल विषय औसत VEP waveforms बनाने के लिए. फिर, सभी विषयों के संबंध में प्रत्येक चैनल के लिए VEP प्रतिक्रियाओं का भव्य पहनावा औसत की गणना ।

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Representative Results

हम चित्र 2में दिखाए गए के रूप में ग्यारह चूहों से VEP प्रतिक्रियाओं के पहनावा औसत गणना । यह परिणाम इस प्रयोग के माध्यम से प्राप्त VEP प्रतिक्रियाओं से पता चलता है पूर्व उत्तेजना अवधि (-३०० ms) पद उत्तेजना अवधि के लिए (६०० ms), के रूप में उत्तेजना समय पर दिया जाता है 0 एस । यह ध्यान देने योग्य है कि संकेत केवल कुछ समय के लिए उतार चढ़ाव (कम से ३०० ms) उत्तेजना के बाद, जबकि संकेत तेजी से समय के बाद उत्तेजना अवधि के दौरान स्थिर । इसके अलावा, चौदह चैनलों VEP प्रतिक्रियाओं के आधार पर कई समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है, इसी तरह morphologies और पैटर्न29खुलासा । इस विधि लौकिक और स्थानिक गुणों के संबंध में मस्तिष्क तरंग गतिशीलता की समझ में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है ।

Figure 1
चित्र 1 : माउस ईईजी सेंसर वर्णन और माउस ईईजी सेंसर का उपयोग करने के लिए निर्देश. (a) 16 पिन ईईजी इलेक्ट्रोड (b) अनुकूलित इलेक्ट्रोड धारक (c) सोलह इलेक्ट्रोड्स सरणी पिन मैप; जमीन इलेक्ट्रोड (GND) और संदर्भ इलेक्ट्रोड (Ref) में हाइलाइट किया गया है ब्लैक (d), vivo में माउस ईईजी माप प्रस्तावित सेंसर का उपयोग कर और stereotaxic फ्रेम पर अनुकूलित धारक. यह आंकड़ा 29से संशोधित किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2 : प्रतिनिधि दृश्य चौदह चैनलों से संभावित प्रयोगात्मक परिणाम पैदा की । ग्रांड औसत दृश्य के सभी ग्यारह विषयों और पूर्व उत्तेजना अवधि (-३०० ms) के बाद उत्तेजना अवधि (६०० ms) से सभी परीक्षणों के संभावित संकेतों पैदा की । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

हम सबसे पहले सेंसर के डिजाइन पर ध्यान केंद्रित, जटिल शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं को कम करके व्यावहारिकता को प्राथमिकता । विकृत ईईजी संवेदक सोलह पिन के शामिल है: रिकॉर्डिंग के लिए चौदह, जमीन के लिए एक, और संदर्भ इलेक्ट्रोड के लिए पिछले एक. प्रत्येक इलेक्ट्रोड सवार-स्प्रिंग बैरल संरचना है, जो इलेक्ट्रोड संपर्क सतह पर विकृति लागू होता है, तो वे घुमावदार और निविदा माउस की खोपड़ी से वर्दी और स्थिर संकेत अधिग्रहण की सुविधा है. जानवरों के कल्याण को ध्यान में रखते हुए, हम त्वचा इलेक्ट्रोड इंटरफेस29के संपर्क क्षेत्र को चौड़ा करके त्वचा के लिए लागू दबाव को समाप्त करके वसंत बल द्वारा खर्च दर्द को कम करने की कोशिश की.

पूरे मल्टी चैनल इलेक्ट्रोड से बना व्यक्तिगत पिंस मोटाई, लंबाई, सवार प्रकार, और वसंत की शक्ति के लिए अलग विनिर्देशों हो सकता है । इन विभिंन विकल्पों के लिए इलेक्ट्रोड डिजाइन विषय की पीड़ा को दूर करने के लिए विचार किया जाना चाहिए । इसके अलावा, पिन नक्शा सरणी और इलेक्ट्रोड की संख्या प्रयोग के प्रयोजन के अनुसार संशोधित किया जा सकता है. इलेक्ट्रोड धारक और शीसे रेशा सब्सट्रेट अन्य तरीके और विभिन्न डिजाइनों के द्वारा बनाया जा सकता है, जैसे कि एक 3 डी मुद्रण विधि30,31.

सामान्य में, एक सूखी इलेक्ट्रोड के प्रतिबाधा उच्च प्रतिबाधा दिखाया गया है, और एक गीला इलेक्ट्रोड की तुलना में एक कम संकेत गुणवत्ता के कारण३२,३३. हम १०० kΩ से 2 MΩ के लिए एक उचित सीमा के भीतर प्रतिबाधा की जाँच के माध्यम से खोपड़ी पर भी बल के तहत सोलह इलेक्ट्रोड के उपयुक्त स्थानों की पुष्टि कर सकता है: सीमा एक मानव ३३ के लिए व्यावसायिक शुष्क प्रकार ईईजी इलेक्ट्रोड के साथ तुलनीय था . प्रतिबाधा मान २९६.२ KΩ से १,५२२.६ KΩ करने के लिए सीमा (± एसडी: ८२५.२ ± ४४३.२ KΩ) मतलब. इस बीच, आंतरिक की वजह से खोपड़ी के लिए यांत्रिक दबाव संभवतः है इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा कम, इसलिए, यह संकेत सुधार को प्रभावित कर सकता है३४. हालांकि यह पिन सिर सतह पर जेल का संचालन लागू करने के माध्यम से संकेत की गुणवत्ता को बढ़ाने के लिए संभव है, यह क्योंकि सीमित है माउस खोपड़ी क्षेत्र के आसंन पिंस के बीच संकेत हस्तक्षेप पैदा कर सकता है ।

आदेश में नए डिजाइन ईईजी संवेदक के vivo उपयोगिता में साबित करने के लिए, हम घटना से संबंधित संभावित रिकॉर्डिंग प्रतिमान VEP, जो ठेठ निष्क्रिय ईईजी मानदंड में से एक है लागू होता है । हालांकि हम किसी भी संचालित गीला जेल के बिना माउस की खोपड़ी पर VEP संकेतों मापा, संकेत एक ही माउस प्रजातियों27से epicranial ईईजी के पिछले VEP परिणाम के लिए तुलनीय था. VEP मापने की प्रक्रिया के दौरान, इस तरह के stereotaxic फ्रेम और इलेक्ट्रोड धारक के रूप में सभी व्यक्तिगत भागों की जमीन, बाहर से बिजली के शोर को कम करने के लिए एक आवश्यक प्रक्रिया है. हम भी VEP प्रयोग शुरू करने से पहले 10 मिनट के लिए चूहों बनाए रखा, अंधेरे दृश्य अनुकूलन और प्राथमिक संवेदी अनुकूलन३५,३६के लिए.

अंत में, हम एक दोहराने प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल प्रदर्शित करने के लिए दृश्य पैदा की गैर इनवेसिव शुष्क बहु चैनल माउस खोपड़ी ईईजी संवेदक का उपयोग क्षमता प्रदान करते हैं । विधि यहां वर्णित गैर इनवेसिव है, इस प्रकार यह किसी भी अतिरिक्त शल्य चिकित्सा तैयारी की आवश्यकता नहीं है, के रूप में अच्छी तरह के रूप में जेल के संचालन की तैयारी के लिए समय को कम करने, अगर शुष्क प्रकार इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है. इसके अलावा, एक संवेदक एकाधिक इलेक्ट्रोड रखने हमें एक साथ विभिन्न खोपड़ी क्षेत्रों से मस्तिष्क तरंगों को मापने के लिए सक्षम बनाता है. एक गैर इनवेसिव खोपड़ी ईईजी सेंसर के लिए प्रस्तावित विधि अनुवाद अनुसंधान तुलनीय, विश्वसनीय, और कुशल परिणामों के साथ मानव अध्ययन के लिए बुनियादी विज्ञान के परिणामों को जोड़ने के क्षेत्रों में योगदान कर सकते हैं । अंततः, इन महत्वपूर्ण विशेषताओं के साथ एक दृष्टिकोण सुविधा और सुरक्षा दोनों उपयोगकर्ताओं और विषयों के लिए प्रदान करता है । फिर भी, वहां इस तरह के संकेत की गुणवत्ता बढ़ाने के रूप में और अनुसंधान के मुद्दों, अंय मस्तिष्क तरंग अधिग्रहण के तरीके के साथ संकेत गुणवत्ता की तुलना, और स्वतंत्र रूप से चलती माउस में इन तरीकों को लागू कर रहे हैं । इसके अलावा, प्रस्तुत विधि vivo मेंनैदानिक छोटे जानवर ईईजी अध्ययन करने के लिए आवेदन के लिए आगे की संभावनाएं है, बड़े पैमाने पर मस्तिष्क नेटवर्क विश्लेषण, संवेदी पैदा संभावित रिकॉर्डिंग, और मस्तिष्क उत्तेजना के साथ संयोजन या सतह गहरी electrophysiological रिकॉर्डिंग तरीके ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस काम के भाग में सार अनुसंधान संस्थान (गृ), सार-कैलटेक अनुसंधान सहयोग परियोजना द्वारा एक २०१७ में सार द्वारा प्रदान अनुदान के माध्यम से समर्थित किया गया था । इसके अलावा अनुसंधान अनुदान (एनआरएफ-2016R1A2B4015381) नेशनल रिसर्च फाउंडेशन (एनआरएफ) कोरियाई सरकार (MEST) द्वारा वित्त पोषित के द्वारा समर्थित है, और द्वारा KBRI बुनियादी अनुसंधान कार्यक्रम कोरिया मस्तिष्क अनुसंधान संस्थान के माध्यम से वित्त पोषित विज्ञान, आईसीटी, और भविष्य के मंत्रालय द्वारा वित्तपोषित योजना (17-बीआर-04) ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ketamine 50 Inj. (Vial) Yuhan - Ketamine HCl 57.68 mg
Zoletil 50 Inj. Virbac - Tiletamina 125 mg/ Zolazepam 125 mg
Rompun 2% Inj. BAYER - Xylazine hydrochloride 23.32mg/mL
Hycell solution 2% Samil - Hydroxypropylmethylcellulose 20 mg
Puralube Vet Ointment 3.5 mg Pharmaderm -
Saline solution Inj.  JW Pharmaceutical  - NaCl 9 g/1000 mL
Veet Hair Removal Cream – Legs & Body - Sensitive Skin Reckitt Benckiser - depilatory
Skins - Surgical Skin Marker Surgmed S-3000 STERILE - Multi-Tip Fine Marker with ruler and label set
Stainless Steel Micro Spatulas HEATHROW SCIENTIFIC HS15907  One Round Flat End, 2L x 5/16W"
cotton swap
Stereotaxic, Desktop Digi Single RWD Life Science 68025
Mouse Adapter RWD Life Science 68010
Ear Bar for Mouse Non-Rupture RWD Life Science 68306
Mitsar-EEG 202-24  MITSAR amplifier
EEGStudio EEG acquisition software MITSAR
White flash stimulator  MITSAR MITSAR Flash stimulator
BCI2000 software Schalk lab
g.USBamp g.tec 0216
g.Power-g.USBamp g.tec 0247
 441 style straight body Touch Proof connector PlasticsOne 441000PSW080001 441 - 000 PSW 80" (BLACK)
Standard probe LEENO SK100CSW http://www.globalinterpark.com/detail/detail?prdNo=2114277241&dispNo=001851006012
Precision engraving machine tools TINYROBO TinyCNC-6060C
Heat shirink 3M FP301

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Yeon, C., Kim, D., Kim, K., Chung, E. Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor. J. Vis. Exp. (131), e56927, doi:10.3791/56927 (2018).

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