Name: Hipokampal nörogenezi incelemek için bir araç olarak kablosuz elektrofizyoloji ve hafıza davranış testinin eşzamanlı izlenmesi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-08-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 25 s
Description: Öğrenin, kablosuz EEG ve davranış izleme ile hipokampal nörogenezi incelemek için kullanılan entegre elektrofizyoloji yöntemini. Bu protokol, öğrenme ve bellek süreçlerini anlamaya yardımcı olur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Teknik yardım sağladıkları için Sayın Miguel Burgos'a ve Sayın Gustavo Lago'ya teşekkür ederiz. Video prodüksiyon maliyetlerini karşıladığı için Stoelting Co.'ya, teknik yardım sağladığı için Jinga-hi, Inc.'e ve bu çalışmaya fon sağladığı için Universidad Iberoamericana Ciudad de México'dan División de Investigación y Posgrado'ya minnettarız.

<ol><li>Hånell, A., Marklund, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structured+evaluation+of+rodent+behavioral+tests+used+in+drug+discovery+research%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Structured evaluation of rodent behavioral tests used in drug discovery research.</a> Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 1-13 (2014).</li>
<li>Buenrostro-Jáuregui, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SEXRAT+MALE%3A+A+smartphone+and+tablet+application+to+annotate+and+process+live+sexual+behavior+in+male+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">SEXRAT MALE: A smartphone and tablet application to annotate and process live sexual behavior in male rodents.</a> Journal of Neuroscience Methods. 320, 9-15 (2019).</li>
<li>Jun, J. J., Longtin, A., Maler, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+behavioral+tracking+of+freely+swimming+weakly+electric+fish%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Long-term behavioral tracking of freely swimming weakly electric fish.</a> Journal of Visualized Experiments. (85), e50962(2014).</li>
<li>Shoji, H., Takao, K., Hattori, S., Miyakawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contextual+and+cued+fear+conditioning+test+using+a+video+analyzing+system+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Contextual and cued fear conditioning test using a video analyzing system in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (85), e50871(2014).</li>
<li>Zheng, W., Ycu, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fully+automated+and+highly+versatile+system+for+testing+multi-cognitive+functions+and+recording+neuronal+activities+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A fully automated and highly versatile system for testing multi-cognitive functions and recording neuronal activities in rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (63), e3685(2012).</li>
<li>Melo-Thomas, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+wireless%2C+bidirectional+interface+for+in+Vivo+recording+and+stimulation+of+neural+activity+in+freely+behaving+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A wireless, bidirectional interface for in Vivo recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats.</a> Journal of Visualized Experiments. (129), e56299(2017).</li>
<li>Noldus, L. P. J. J., Spink, A. J., Tegelenbosch, R. A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ethovision+Video+Tracking+System%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Research+Methods%2C+Instruments%2C+and+Computers%22%5BJournal%5D)">Ethovision Video Tracking System.</a> Behavior Research Methods, Instruments, and Computers. 33 (3), 398-414 (2001).</li>
<li>Datta, S. R., Anderson, D. J., Branson, K., Perona, P., Leifer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computational+Neuroethology%3A+A+Call+to+Action%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Computational Neuroethology: A Call to Action.</a> Neuron. 104 (1), 11-24 (2019).</li>
<li>Medlej, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+setup+for+wired+continuous+long-term+EEG+monitoring+in+juvenile+and+adult+rats%3A+application+for+epilepsy+and+other+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Enhanced setup for wired continuous long-term EEG monitoring in juvenile and adult rats: application for epilepsy and other disorders.</a> BMC Neuroscience. 20, 8(2019).</li>
<li>Weiergräber, M., Henry, M., Hescheler, J., Smyth, N., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrocorticographic+and+deep+intracerebral+EEG+recording+in+mice+using+a+telemetry+system%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Protocols%22%5BJournal%5D)">Electrocorticographic and deep intracerebral EEG recording in mice using a telemetry system.</a> Brain Research Protocols. 14 (3), 154-164 (2005).</li>
<li>Etholm, L., Arabadzisz, D., Lipp, H. P., Heggelund, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seizure+logging%3A+A+new+approach+to+synchronized+cable-free+EEG+and+video+recordings+of+seizure+activity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Seizure logging: A new approach to synchronized cable-free EEG and video recordings of seizure activity in mice.</a> Journal of Neuroscience Methods. 192 (2), 254-260 (2010).</li>
<li>Jinga-hi. JAGA16 Wireless Electrophysiology Recording Device. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.jinga-hi.com/hardware-jaga16">https://www.jinga-hi.com/hardware-jaga16</a> 1(2020).</li>
<li>Kempermann, G., Kuhn, H. G., Gage, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((More+hippocampal+neurons+in+adult+mice+living+in+an+enriched+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">More hippocampal neurons in adult mice living in an enriched environment.</a> Nature. 386 (6624), 493-495 (1997).</li>
<li>Bruel-Jungerman, E., Laroche, S., Rampon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+neurons+in+the+dentate+gyrus+are+involved+in+the+expression+of+enhanced+long-term+memory+following+environmental+enrichment%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">New neurons in the dentate gyrus are involved in the expression of enhanced long-term memory following environmental enrichment.</a> European Journal of Neuroscience. 21 (2), 513-521 (2005).</li>
<li>Leal-Galicia, P., Romo-Parra, H., Rodríguez-Serrano, L. M., Buenrostro-Jáuregui, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+adult+hippocampal+neurogenesis+exerted+by+sexual%2C+cognitive+and+physical+activity%3A+An+update%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Neuroanatomy%22%5BJournal%5D)">Regulation of adult hippocampal neurogenesis exerted by sexual, cognitive and physical activity: An update.</a> Journal of Chemical Neuroanatomy. 101, 101667(2019).</li>
<li>Trinchero, M. F., Herrero, M., Monzón-Salinas, M. C., Schinder, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience-Dependent+Structural+Plasticity+of+Adult-Born+Neurons+in+the+Aging+Hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Experience-Dependent Structural Plasticity of Adult-Born Neurons in the Aging Hippocampus.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 739(2019).</li>
<li>Shors, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erratum%3A+Neurogenesis+in+the+adult+is+involved+in+the+formation+of+trace+memories+%28Nature+%282001%29+410+%28372-376%29%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Erratum: Neurogenesis in the adult is involved in the formation of trace memories (Nature (2001) 410 (372-376)).</a> Nature. 414 (6866), 938(2001).</li>
<li>Song, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+neurons+in+the+adult+mammalian+brain%3A+Synaptogenesis+and+functional+integration%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">New neurons in the adult mammalian brain: Synaptogenesis and functional integration.</a> Journal of Neuroscience. 25 (45), 10366-10368 (2005).</li>
<li>Zhao, C., Teng, E. M., Summers, R. G., Ming, G. L., Gage, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+morphological+stages+of+dentate+granule+neuron+maturation+in+the+adult+mouse+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Distinct morphological stages of dentate granule neuron maturation in the adult mouse hippocampus.</a> Journal of Neuroscience. 26 (1), 3-11 (2006).</li>
<li>Irvine, G. I., Logan, B., Ecket, M., Abraham, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enriched+environment+exposure+regulates+excitability%2C+synaptic+transmission%2C+and+LTP+in+the+dentate+gyrus+of+freely+moving+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Enriched environment exposure regulates excitability, synaptic transmission, and LTP in the dentate gyrus of freely moving rats.</a> Hippocampus. 16 (2), 149-160 (2006).</li>
<li>Tashiro, A., Makino, H., Gage, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience-specific+functional+modification+of+the+dentate+gyrus+through+adult+neurogenesis%3A+A+critical+period+during+an+immature+stage%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Experience-specific functional modification of the dentate gyrus through adult neurogenesis: A critical period during an immature stage.</a> Journal of Neuroscience. 27 (12), 3252-3259 (2007).</li>
<li>Moreno-Jiménez, E. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+hippocampal+neurogenesis+is+abundant+in+neurologically+healthy+subjects+and+drops+sharply+in+patients+with+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Adult hippocampal neurogenesis is abundant in neurologically healthy subjects and drops sharply in patients with Alzheimer's disease.</a> Nature Medicine. 25 (4), 554-560 (2019).</li>
<li>Cohen, S. J., Stackman, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+rodent+hippocampal+involvement+in+the+novel+object+recognition+task.+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Assessing rodent hippocampal involvement in the novel object recognition task. A review.</a> Behavioural Brain Research. 285, 105-117 (2015).</li>
<li>Fagan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Memory+in+the+infant%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Child+Psychology%22%5BJournal%5D)">Memory in the infant.</a> Journal of Experimental Child Psychology. 9 (2), 217-226 (1970).</li>
<li>Baxter, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((I%27ve+seen+it+all+before%22+Explaining+age-related+impairments+in+object+recognition.+Theoretical+comment+on+Burke+et+al%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">I've seen it all before" Explaining age-related impairments in object recognition. Theoretical comment on Burke et al.</a> Behavioral Neuroscience. 124 (5), 706-709 (2010).</li>
<li>Antunes, M., Biala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+novel+object+recognition+memory%3A+Neurobiology%2C+test+procedure%2C+and+its+modifications%5BTitle%5D)+AND+%22Cognitive+Processing%22%5BJournal%5D)">The novel object recognition memory: Neurobiology, test procedure, and its modifications.</a> Cognitive Processing. 13 (2), 93-110 (2012).</li>
<li>Ennaceur, A., Delacour, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+one-trial+test+for+neurobiological+studies+of+memory+in+rats.+1%3A+Behavioral+data%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats. 1: Behavioral data.</a> Behavioural Brain Research. 31 (1), 47-59 (1988).</li>
<li>Winters, B. D., Forwood, S. E., Cowell, R. A., Saksida, L. M., Bussey, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Double+dissociation+between+the+effects+of+peri-postrhinal+cortex+and+hippocampal+lesions+on+tests+of+object+recognition+and+spatial+memory%3A+Heterogeneity+of+function+within+the+temporal+lobe%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Double dissociation between the effects of peri-postrhinal cortex and hippocampal lesions on tests of object recognition and spatial memory: Heterogeneity of function within the temporal lobe.</a> Journal of Neuroscience. 24 (26), 5901-5908 (2004).</li>
<li>Forwood, S. E., Winters, B. D., Bussey, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+lesions+that+abolish+spatial+maze+performance+spare+object+recognition+memory+at+delays+of+up+48+hours%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Hippocampal lesions that abolish spatial maze performance spare object recognition memory at delays of up 48 hours.</a> Hippocampus. 15 (3), 347-355 (2005).</li>
<li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+rat+brain+in+stereotaxic+coordinates%22">The rat brain in stereotaxic coordinates</a>. , Academic Press. (1997).</li>
<li>Stoelting Co. Getting started with ANY-maze Setting up and starting work with ANY-maze. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.braintreesci.com/images/ANYMaze.pdf">https://www.braintreesci.com/images/ANYMaze.pdf</a> (2006).</li>
<li>Stoelting Co. A detailed description of the ANY-maze measures. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.anymaze.co.uk/a-detailed-description-of-the-any-maze-measures.pdf">https://www.anymaze.co.uk/a-detailed-description-of-the-any-maze-measures.pdf</a> (2010).</li>
</ol>

Dr. Sylvia Ortega-Martinez, bu makaleye üretim ve açık erişim sağlayan ve sponsor olan bir şirket olan Stoelting Co.'nun bir çalışanı olarak çalışmaktadır.

Davranışsal ve elektroensefalografi araştırmaları doğası gereği zor ve meydan okuyucudur. Bu nedenle, her iki tekniğin kombinasyonu önemli kritik adımlar sunmaktadır. Bu nedenle, her iki eşzamanlı teknik de yaygın olarak kullanılmamaktadır. Gerçek uygulamada, dünyadaki her grup, hayvanlar, analiz edilen parametreler veya tedaviler gibi özel koşullarla davranış testleri gerçekleştirir. Yukarıdakiler, alanda önemli tartışmalar yaratmakta ve herkes için mevcut olan standart prosedürlerin geliştirilmesi ihtiyacını doğurmaktadır. Burada, bu ayrıntılı prosedürü, yayınlanan makalelerin çoğunda genellikle açıklanmayan veya bahsedilmeyen tüm kritik adımlar ve metodolojik hususlarla hazırladık. Bunlar aşağıda tartışılmaktadır.
İhtiyaç duyulan malzemelerin üretilmesi bu tekniğin başarısında temel bir adımdır. Bu bağlamda, elektrotun paslanmaz çelik vidalar, bakır kablolar ve gümüş kaynakçı kullanılarak sıfırdan inşa edilmesi gerekir. Bu malzemelerin, her elektrotun iletkenliğinin ve mukavemetinin kullanımdan önce doğrulanması gerekecek şekilde kalıcı olarak birbirine kaynaklanması zordur. Elektrot montajı için başka bir tel türü kullanmak mümkündür; Bununla birlikte, bakır, elektrodu amplifikatör konektörüne yerleştirmek için manipüle edecek kadar esnektir. Bu bağlamda, ticari elektrotların kullanımı arzu edilir, ancak bunların edinilmesi karmaşık ve pahalı olabilir. Ameliyat bu protokoldeki en kritik adımlardan biridir. Özellikle elektrot implantasyonu için deneyimli bir cerraha sahip olmak şiddetle tavsiye edilir ve hatta gereklidir. Ameliyat sıklıkla anestezi süresinin uzamasını ve bazen de ameliyat sırasında kaynak uygulaması gerektirdiğinden, her laboratuvar, özellikle vivaryum koşullarında, litreler arasındaki farklılıklar ve hatta hayvanlar arasındaki bireysel farklılıklar altında, her bir kemirgen türü için uygun anestezi (farklı kokteyller kullanılabilir) ile gerekli testleri yapmalıdır. Doğru planlama ve değerlendirme, ameliyatlar sırasında hayvanların kaybedilmesini önleyebilir. Elektrot implantasyonu bir başka önemli adımdır. Kafatasına yumruk atmaktan ve meninkslere veya beyin dokusuna zarar vermekten kaçınmak büyük özen gerektirir. Vidalar doğru yerleştirilmeli, yani kafatasına tamamen sabitlenmelidir, aksi takdirde, EEG kaydını kullanmayan berbat bir kolokasyon veya hareketle ilgili olanlar gibi sinyaller üzerinde gürültü ve artefaktlar sunulacaktır. Kemirgenlerin acı çekmesini önlemek için ameliyat öncesi ve sonrası tedavi ve koşullar her zaman yapılmalı ve gözlemlenmelidir. Neşterle kesi yapmadan önce kafa derisinde deri altı lidokain kullanılabilir. Hayvanın gözlerine bir damla salin, kuruluğun önlenmesine yardımcı olacaktır. Ayrıca, ağızda bir tuzlu su çözeltisi uygulanmalı ve ameliyattan sonra, hayvanın sıvı dengesini telafi etmek ve dehidrasyonu önlemek için deri altı veya intraperitoneal olarak 1 mL uygulanmalıdır. Ameliyattan hemen sonra, bir anti-enflamatuar ilaç (ağrıyı azaltmak için) ve ayrıca deri altı veya topikal antibiyotikler yoluyla antibiyotikler, doğrudan diş çimento kapağının bulunduğu kafa derisinin çevresine uygulanmalıdır (enfeksiyon olasılığını azaltmak için). Yukarıdaki prosedürü ameliyattan 24 saat sonra tekrarlayın. EEG amplifikatörünün hayvanın sırtına yerleştirilmesi, eşzamanlı kayıt için ana zorluktur. Bir yeleğin tasarımı ve üretimi özellikle hayvanların büyüklüğüne dayanmaktadır. Yelek, kemirgenin doğal hareketine izin vermelidir (bkz. Şekil 5). Bu sonuncusu, serbest hareketlerin kaydedilmesi olan tekniğin ana avantajını garanti edecektir. Hayvanlar ameliyattan sonra ve sonraki günlerde yeleği, kafa konektörünü veya kabloları çıkarmaya çalışmadıklarından, kurulumun önemli ölçüde hareket kısıtlaması oluşturmadığı veya ağrı veya rahatsızlığa neden olmadığı varsayılmıştır. BTS tarafından işaretlenen olaylara dayanan çağlarda doğru bir EEG segmentasyonu için, iyi tanımlanmış bir protokolün yazılması zorunludur. Geçici işaretler zaman serisi manipülasyonuyla birleştirilebilir, çünkü her iki sistem de zaman damgalarını ayarlamak için aynı saati kullanır. Yukarıdakiler, analiz için elektrofizyolojik verileri içeren hayvan deneyleri olanaklarını genişletir.
Burada sunulan teknik, herhangi bir sinirbilim araştırma alanında ve en yaygın murin türlerinde ve hatta diğer türlerde kullanılabilir. Davranışsal İzleme Yazılımının çok yönlülüğü, Morris su labirenti, açık alan, yeni nesne tanıma, koşullu yer tercihi, delik tahtası, yükseltilmiş artı labirent, Y-labirent, radyal kol labirenti, Barnes labirenti ve diğerleri gibi labirentlerin çok yönlülüğünde kullanılabildiğinden en önemli avantajlardan biridir. Aynı anda 16 kameraya kadar kullanılabilir. Ek olarak, yüzlerce farklı önlem (daha ayrıntılı bilgi için31,32 kılavuzlarına bakınız) rapor edilebilir. Bu çalışmanın EEG kayıtları için deneyleri tanımladığını, Yerel Alan Potansiyelleri veya tek birimli kayıt gibi diğer bazı tekniklerin mümkün olduğunu düşünün. Bununla birlikte, kullanıcılar genel kurulumun ve birkaç hazırlık adımının başka amaçlar için değişmesi gerektiğini göz önünde bulundurmalıdır. Bu nedenle, bu teknik EEG Wi-Fi kaydı ile birlikte kullanıldığında, olasılıklar genişletilir, çünkü EEG entegrasyonunun ve dinamiklerinin bağlantı, EEG bant gücü veya uyarılmış tepkiler gibi çeşitli özelliklerini değerlendirmek için insanlar üzerinde yapılanlar gibi hayvan çalışmalarına yeni bakış açıları ekler. İnsanlardan farklı olarak, hayvan deneyleri, diğer birçok deneysel paradigmanın yanı sıra ilaç uygulamasını, gen modifikasyonlarını veya ekspresyonunu değerlendirmek için mümkündür. EEG analizi için, bazı protokollerin istenen davranışların çok düşük sayıda tekrarına sahip olduğunu düşünün, bu da ortalama yanıtları alma ve güvenilir sonuçlar elde etme olasılığını kısıtlar. Bu nedenle, deneye başlamadan önce gerçekleştirmesi düşünülen kayıt ve analiz protokollerini tasarlamaya dikkat edin. Bununla birlikte, hayvan deneylerinde çalışmanın hareketi önlemek, deneysel protokolün karmaşıklığını arttırmak ve sinyal analizi ve davranışsal görevler için dikkat edilmesi gerekenler mümkün olmadığı düşünülmelidir. Şu anda, tam izleme sistemleri ve EEG kayıtları için ekipman standartlaştırılmış veya modüler değildir, bu da kurulumlarının tek bir protokole ve diğer davranışsal görevleri keşfetmek için uyarlamalara yönelik olduğu anlamına gelir, bu da çok sayıda laboratuvara daha yüksek maliyetler anlamına gelir / önerir. Bu durum bu çalışmada açıklanan seçenekler izlenerek çözülebilir. Bununla birlikte, daha güvenilir deneyler için çeşitli iyileştirmeler gerçekleştirilebilir. Çalışma, elektrot üretiminden başlayarak davranışsal ve sinyal işlemeye kadar birkaç adımda geliştirilebilir. Bununla birlikte, hayvan izleme ve EEG ediniminin uygun fiyatlı yüksek teknolojili ancak ucuz bir kurulum kullanılarak mümkün olduğu gösterilmiştir.
Özetle, bu çalışma, bilim adamlarının, özellikle nörobilimler alanında, yaygın olarak kombinasyon halinde kullanılmayan bu iki tekniği kullanabilmelerine yardımcı olma girişimidir. EEG'nin eşzamanlı kayıt tekniği ve Davranışsal İzleme Yazılımı kullanılarak yapılan davranışsal testlerin birçok avantajı vardır ve özellikle öğrenme ve hafıza alanlarında, Nörobilimin birçok alanında özellikle yararlı olabilir. Bu ekipmanın hipokampus olarak subkortikal yapıların derin bir kaydı olarak başka yeteneklere sahip olduğu göz önüne alındığında, ancak belirtildiği gibi, birkaç hazırlık adımı değişecektir. Kablosuz ekipman, hayvanların bir kafesten diğerine hareketlilik sorunları, kablolarla engellenen veya dolaşan hayvanlar gibi geleneksel bir tel yaklaşımının neredeyse tüm sınırlamalarını çözer. Bu kurulum tekniği, yukarıda açıklandığı gibi kullanıcı dostudur ve neredeyse eğitimsiz veya uzman olmayan bir grup uzman veya birey bu yazılımı kullanabilir. EEG ekipmanının fiyatı normal bir EEG amplifikatöründen daha düşüktür. Davranışsal İzleme Yazılımı aynı zamanda piyasadaki video izleme için en uygun fiyatlı yazılımlardan biridir. Bu yazılım yıllık lisans gerektirir. Ekipman birden fazla deney düzeneğinde, farklı hayvanlarda ve çok yönlülük türünde kullanılabilir. Bu çabanın bilimsel topluluğa yardımcı olacağını ve aynı anda davranış ve elektroensefalografiyi incelemek için kolay bir erişim sağlayacağını umuyoruz.

Davranış testi, in vivo bağlamda üretilen büyük miktarda bilgi için sinirbilim araştırmalarında çok önemlidir. Bu bağlamda, araştırmacılar duyusal-motor fonksiyonu, sosyal etkileşimleri, anksiyete benzeri ve depresif benzeri davranışları, madde bağımlılığını ve çeşitli bilişsel işlev biçimlerini analiz etmek için farklı davranış testlerini yaygın olarak kullanmaktadırlar1. Davranış testlerinin manuel olarak kaydedilmesi, çoğu uzman gözlemci için bile zor, yorucu ve yanlış olabilir. Davranış kaydı için özgür ve açık kaynaklı yazılım geliştirmek için bazı çabalar sarf edilmiş olsa da (örneğin, cinsel davranış için sexrat male2 uygulaması), çeşitli alternatifler balık3'ten kemirgenlere kadar farklı hayvan türlerinin otomatik ve gerçek zamanlı davranışsal kaydına izin verir 4,5,6. Video izleme, çok çeşitli uygulamalarda kullanılan hızlı ve doğru davranış kaydı için değerli bir yöntemdir7. Davranışsal kayıt alanındaki daha potansiyel bir özellik, davranışsal tezahür sırasında sinirsel aktiviteyi araştırmaktır. Nöronal aktivitenin (tek hücrelerden büyük beyin bölgelerine) ve davranışsal görevlerin eşzamanlı olarak kaydedilmesi, beynin belirli davranış kalıplarını nasıl oluşturduğunu bize gösterebilir8. Davranışlar, nöral aktivite ile hareketler veya eylemler arasındaki korelasyonları ortaya çıkarabilecek küçük bileşenlerin bir dizisidir. Nöronal aktivite ve davranış kalıpları aynı anda birden fazla zaman ölçeği ile kaydedilebiliyorsa, her beyin durumunun her bir belirli davranışla nasıl ilişkili olduğunu açıklayabilirler (davranışsal kaydın daha derinlemesine bir incelemesi içinbkz. Bu nedenle, davranışsal ve nöronal aktivitenin istenen ölçekte (nöronlardan beynin geniş alanlarına kadar) senkronize olarak kaydedilmesi son derece yararlı bir araç olarak kabul edilir. Davranışsal kayıtları nöral aktivite 4,5 olarak diğer ölçümlerle bütünleştirmeyi amaçlayan birkaç sistem vardır.
Elektroensefalografi, klinik ve araştırma sinirbilimi alanında en yaygın kullanılan tekniklerden biri olarak kabul edilmesine rağmen, nispeten yüksek hareketliliğin yanı sıra EEG kayıt cihazının boyutu, bu tekniği in vivo modellerde tespit için benzersiz ve zor kılmaktadır9. Bu soruna bazı çözümler geliştirilmiştir, örneğin, hayvanların arenada serbestçe hareket etmelerini sağlayan kabloların ve döner cihazların kullanılması. Bununla birlikte, kablo tabanlı sistemler genellikle çalışma yapmak için problemler ortaya çıkarır, örneğin, bir hayvanın bir kafesten diğerine aktarılması sırasında, hayvanın kablolarla engellenmesi veya dolaşması gözlenir. Kayıt durumunun esnekliğini artırmak için kablosuz elektrofizyolojik kayıtlar için telemetrik cihazlar geliştirilmiştir10,11. Bununla birlikte, bu tür sistemler düşük kayıt kanalı sayısı ve düşük örnekleme oranları nedeniyle önemli sınırlamalar göstermiştir11. Bu çalışmada, serbestçe hareket eden bir kemirgen sistemi12 ile bir Wi-Fi bağlantısı üzerinden hayvandan EEG sinyalleri gönderen ticari olarak temin edilebilen bir kablosuz sistem kullandık. Cihaz 6 gram ağırlığındadır ve 1 kSps'de kaydedilen 16 kanala kadar ayakta durur. Bu sistem, hayvan ortamında EEG veya başak kaydına izin verir, daha az rahatsızlık verir ve piyasadaki geleneksel elektrofizyolojik sistemlere kıyasla ekonomik bir çözüm olarak hizmet eder. Ek olarak, EEG ve davranış kalıpları arasında korelasyon sağlamak için bu verileri bir video izleme yazılımı kullanarak senkronize ettik. Bu eşitleme, her iki sistem tarafından oluşturulan zaman damgalarına dayalı veri ve olayların hizalanması ve enterpolasyonu ile çevrimdışı olarak yapılır ve MATLAB'da işlenir.
Erişkin nörogenezi, hayvanların dentat girusunda yeni oluşan hücrelerin nöronlarında çoğalma, hayatta kalma ve farklılaşma olarak tanımlanır13,14. Bu sürecin, zenginleştirilmiş çevre (EE) koşulları yoluyla kemirgenlerde yetişkin nörogenezini artıran hafıza ve öğrenme gelişimi ile ilişkili olduğu bilinmektedir15. EE, hayvanların yeni ve karmaşık olduğu, ancak biyolojik olarak hiçbir ilgisi olmadığı oyuncaklar ve tüplerle donatılmış büyük bir kafes içinde küçük gruplar halinde kemirgenleri barındırmaktan oluşur15. EE, hipokampal nörogenezi uyarmasına rağmen, yaş, hayvan suşu, spesifik stimülasyon koşulları veya nörojenez tespit prosedürü gibi birçok faktöre de göre değişir. Yedi gün boyunca EE muhafazasına maruz kalan orta yaşlı farelerde, hipokampal dentat girusta (DG) yeni granüler hücrelerin (GC) doğumu bildirilmiştir16. Erişkin sıçanlarda erişkin nörogenezini seçici olarak ablate etmeye çalışan çalışmalar, öğrenilen yanıtta yaklaşık 1-2 haftalık yeni granüler hücrelerin gerekli olduğunu ileri sürmüştür17. GC'nin yetişkinlerde DG'de doğmasından yaklaşık 2 veya 3 hafta sonra, uyarıcı sinaptik iletim18 için gerekli olan dendritik dikenler gibi çeşitli karakteristik özellikler ortaya çıkmaya başlar. Zhao ve ark., omurga büyümesinin zirvesinin ilk 3-4 hafta boyunca gerçekleştiğini göstermek için nicel bir analiz yaptılar19. Birkaç elektrofizyolojik in vivo çalışma, sadece üç haftalık EE barınma koşullarının DG'nin sinaptik iletiminde değişiklikler yarattığını ve hücre uyarılabilirliğini arttırdığını göstermektedir20. Ayrıca, BrdU enjeksiyonlarından 1-4 hafta sonra zenginleştirilmiş bir ortama maruz kalmanın, farelerde DG granüler tabakasındaki BrdU / NeuN hücrelerinin yoğunluğunu önemli ölçüde arttırdığı bildirilmiştir21. Bu yazarlar, EE maruziyetinden bir ila üç hafta sonra kritik bir dönemin var olduğunu, çünkü yeni nöronların sayısında önemli bir artış gözlendiğini öne sürmektedir21. İnsanlarda yetişkin hipokampal nörogenez (AHN) çalışmaları, doğrudan kanıt bulunmadığından tartışmalıdır. Bununla birlikte, yakın tarihli bir rapor, AHN'nin insan yetişkin beynindeki gelişim aşamalarını tanımladı, DG'deki binlerce olgunlaşmamış nöronu tanımladı ve böylece insanlarda yaşlanma sırasında AHN'nin önemini gösterdi22. Daha önce bahsedilen kanıtlara dayanarak, AHN'nin hayvan modellerinde incelenmesi her zamankinden daha önemlidir (AHN'nin daha derinlemesine bir incelemesi için bkz. Leal-Galicia ve ark., 2019 inceleme15).
Daha önce de belirtildiği gibi, hipokampus öğrenme ve hafıza kapasitelerinde temel bir işleve bağlanmıştır. Anıların oluşumu üç ayrı süreçten geçer: kodlama (bellek edinimi), konsolidasyon (bellek depolama) ve geri alma (bellek tanıma)23. İnsanlarda tanıma hafızası, görsel eşleştirilmiş karşılaştırmalar görevi24 kullanılarak test edilir. İnsan ve hayvan hafıza ve amnezi modellerinin temelleri, görsel eşleştirilmiş karşılaştırmalar görevinin insanlarda yaptığı gibi, daha önce sunulan bir uyaranı25,26 tanıma yeteneğini değerlendiren davranışsal testlerdir. Bu nedenle, bir kemirgenin daha önce sunulan bir uyaranı, yani öğrenme ve hafıza kapasitesini tanıma yeteneğini değerlendirmek için en çok kullanılan davranış testlerinden biri, kendiliğinden yeni nesne tanıma görevidir (NORT)23,27. NORT protokolü, edinme denemesinde 10 dakika boyunca tanıdık bir arenada iki özdeş yeni nesneden oluşur. 028 ila 48 saat29 arasında belirli bir süre sonra (her protokole göre değişken zaman), hayvan aynı tanıdık nesnelerden birini ve bir yeni nesneyi içeren aynı arenaya geri döndürülür. Hayvan, tanıdık nesne ezberlenmişse yeni nesneyi kendiliğinden araştırır26. Tercih oranı, keşif performansının değerlendirilmesinde yaygın olarak kullanılır. Toplam nesne keşif süresinin, romanın veya tanıdık nesnenin keşif süresine bölünmesiyle belirlenir. NORT'un diğer tanıma belleği testlerine göre bazı avantajları vardır. En önemlisi, hiçbir dış motivasyon, ödül veya ceza gerektirmez. Stresli koşullar yaratmaz. Son olarak, nesneleri keşfetme davranışını uyandırmak için herhangi bir eğitime gerek yoktur (NORT'un daha derinlemesine bir incelemesi için bkz. ref.23).
Bu nedenle, çoklu veri modalitelerinin eşzamanlı olarak kaydedilmesi ve yetişkin hipokampal nörogenezin bir etkisi olarak öğrenme ve hafıza çalışmalarına entegrasyonu oldukça caziptir ve alandaki araştırmacılar için zorlayıcı bir çözüm sunmaktadır. Bu çalışma, eşzamanlı davranışsal video izleme değerlendirmesi (yeni nesne tanıma görevi) ve kablosuz elektroensefalografi kaydında yer alan tüm süreçleri ortaya çıkaracaktır. Burada elektrot üretim süreci, epidural (kafatası vidası) elektrot implantasyon cerrahisi, çevresel zenginleştirme protokolü (hipokampal nörogenez indüksiyonu için), NORT protokolünü takiben, BTS kurulumu, gerçek zamanlı eşzamanlı izleme için EEG – BTS kuplajını ve MATLAB hesaplama ortamında yürütülen EEG ve davranış verileri analizini gözden geçirdik.

<table><tbody><tr><td>#2 Değişken hızlı döner alet ucu</td><td>Yeniden Sipariş #310048, Uzunluk 44,5 mm</td><td>SS Beyaz</td><td>Vidaların yerleştirileceği delikleri yapmak için</td></tr><tr><td>#4 Neşter ve bıçak</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>50 X 50 X 50 cm Açık Alan Siyah Mate Arena</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>8 pinli Priz Muhafazası Dişi</td><td>Amphenol FCI</td><td>10147606-00008LF</td><td></td></tr><tr><td>8 pinli Priz Muhafazası Erkek</td><td>Amphenol FCI</td><td>10147603-00008LF</td><td></td></tr><tr><td>Akrilik Reçine</td><td>MDC Dental</td><td>NicTone</td><td>Vidaları kafatasına sabitlemek için</td></tr><tr><td>HERHANGİ bir labirent video izleme yazılımı</td><td>Stoelting, Co.</td><td>Sürüm 6.1</td><td>http://www.anymaze.co.uk/)</td></tr><tr><td>benzalkonyum klorür antiseptik çözeltisi</td><td>Benzal</td><td>Benzal</td><td></td></tr><tr><td>Bulldog kelepçeleri</td><td>Cientifica VelaQuin</td><td></td><td>Cildi geri çekmek için</td></tr><tr><td>Kamera</td><td>Logitech</td><td>c920</td><td></td></tr><tr><td>Bakır tel</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sıkma kontağı</td><td>Amphenol FCI</td><td>10147604-01LF</td><td></td></tr><tr><td>DELL PC</td><td>DELL</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elektrot</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>JAGA16</td><td>Jinga-Hi, Inc.</td><td>Anestezi için JAGA16</td><td></td></tr><tr><td>Ketamin</td><td>PiSA Agropecuaria</td><td>ANESKET</td><td></td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>R2020a</td><td>MathWorks</td><td>Script, Jinga-Hi, Inc. ile işbirliği içinde geliştirilmiştir.</td></tr><tr><td>Monomer</td><td>MDC Dental</td><td>NicTone</td><td>Vidaları kafatasına sabitlemek için</td></tr><tr><td>Neurophys yazılımı</td><td>Jinga-Hi, Inc./ Neurosys, LLC</td><td>Neurosys 3.0.0.7</td><td></td></tr><tr><td>Vidaları</td><td></td><td></td><td>kafatasına yerleştirmek için</td></tr><tr><td>Vidalar Elektrotla</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>donatılmış vidalar</td></tr><tr><td>Stereotaksik alet</td><td>KOPF</td><td></td><td>Ameliyat için</td></tr><tr><td>Değişken hızlı döner alet</td><td>Dremel 3000</td><td>Dremel</td><td>Vidaların yerleştirileceği delikleri yapmak için</td></tr><tr><td>Voltmetre</td><td>PROAM</td><td>MUL-040</td><td>Elektrotun elektriği ilettiğini doğrulamak için</td></tr><tr><td>Xilazine</td><td>PiSA Agropecuaria</td><td>PROCIN</td><td>Anestezi için</td></tr></tbody></table>

hipokampal nörogenezi incelemek için bir araç olarak kablosuz elektrofizyoloji ve hafıza davranış testinin eşzamanlı izlenmesi

Simultaneous Monitoring of Wireless Electrophysiology and Memory Behavioral Test as a Tool to Study Hippocampal Neurogenesis

Elektroensefalografiden (EEG) elde edilen beyin dalgaları genliği, bilişsel kapasite, hafıza ve hayvanlar ve insanlar üzerinde öğrenme için bir temel olarak kabul edilmiştir. Yetişkin nörogenez mekanizması da hafıza ve öğrenme gelişimi ile bağlantılıdır. Geleneksel olarak, araştırmacılar kemirgen modellerinde öğrenme ve hafıza parametrelerini davranışsal görevlerle değerlendirirlerdi. Bu nedenle, davranış değişikliklerinin ve EEG'nin eşzamanlı olarak izlenmesi, beyin aktivitesi ile görevle ilgili davranışlar arasındaki verilerin ilişkilendirilmesinde özellikle ilginçtir. Bununla birlikte, her iki çalışmayı da gerçekleştirmek için gereken ekipmanların çoğu karmaşık, pahalıdır veya doğal hayvanların hareketini engelleyen kablolu bir kurulum ağı kullanır. Bu çalışmada EEG, kablosuz bir elektrofizyoloji cihazı ile birlikte yeni bir nesne tanıma görevinin (NORT) yürütülmesi ile birlikte kaydedildi. Hayvanın davranışı aynı anda bir video izleme sistemi tarafından izlendi. Her iki kayıt da, EEG sinyallerini hayvanın eylemleriyle ilişkilendirmek için senkronize edilen zaman damgalarıyla çevrimdışı olarak analiz edildi. Denekler, orta süreli çevresel zenginleştirme işleminden sonra yetişkin Wistar sıçanlarından oluşur. Altı kafatası vida elektrodu, frontal, merkezi ve parietal bölgeler üzerindeki her iki yarımkürede çiftler halinde sabitlendi ve burun kemiğinin arka tarafında bulunan bir elektroda atıfta bulunuldu. NORT protokolü, hayvanın 10 dakika boyunca iki özdeş nesneye maruz bırakılmasından oluşur. 2 saat ve 24 saat sonra, nesnelerden biri yeni bir nesneyle değiştirildi. Her nesne için keşif süresi, bir davranışsal izleme yazılımı (BTS) ve EEG veri kaydı ile izlendi. Davranışsal verilerle senkronize edilen EEG'nin analizi, alfa ve beta göreceli bant gücünün tahminlerinden ve üç deneysel aşama arasında yeni nesne tanıma ile tanıdık nesne keşfi arasındaki karşılaştırmalardan oluşur. Bu yazıda elektrot üretim süreci, epidural elektrot implantasyon cerrahisi, çevresel zenginleştirme protokolü, NORT protokolü, BTS kurulumu, gerçek zamanlı eş zamanlı izleme için EEG – BTS kuplajı ve otomatik olay tespitine dayalı EEG veri analizi tartışılmıştır.

Yukarıda açıklanan yöntemler, çevresel zenginleştirme işleminden sonra EEG ve sıçan aktivitesini aynı anda kaydetmek için uygulanmıştır. Üç aylık erkek Wistar sıçanları, 20 gün boyunca orta vadeli bir çevresel zenginleştirme tedavi protokolü altındaydı ve NZ'de bulunan yedinci bir elektroda atıfta bulunulan ön, merkezi ve parietal bölgelerde eşleştirilmiş altı kafatası vida elektrodunu sabitlemek için ameliyat edildiler. Hayvanlar, doğal karanlık ışık koşulları altında, yiyecek ve suya ad libitum erişimi ile korundu. Bu çalışma, eşzamanlı canlı kayıt için EEG sistemi ve davranışsal izleme yazılımı arasındaki entegrasyonu göstermektedir. Sadece EE protokolü altında tedavi edilen hayvanları kullandık, çünkü tedavinin etkinliğini karşılaştırıyormuş gibi davranmıyoruz, sadece ekipmanın avantajlarını örnekliyoruz. Kullanılan 20 günlük çevresel zenginleştirme konut protokolünün yetişkin nörogenezini uyardığının kanıtı olarak, EE altındaki hayvanlardan BrdU pozitif hücre sayımı verilerini ve standart koşullar altında barındırılan hayvanları laboratuvarımızdan yayınlanmamış verilerden sunuyoruz. Üç aylık erkek Wistar sıçanları kullanıldı. Aralarında 12 saat olacak şekilde BrdU ile üç kez enjekte edildiler. Hayvanlar anestezi uygulandı (pentobarbital (50 mg/kg, i.p.) ve transkardiyal perfüzyon ile ötenazi yapıldı (bkz. Şekil 5). EEG cihazına takılan yeleğin hayvan hareketlerini sınırlamadığından emin olmak için açık alan testini (OFT) iki gruba ayırdık, bir grup ekipmanı giyerken ameliyat oldu (yelek ve EEG amplifikatörü) ve diğer grup hayvanlar donanımı giymeden bozulmadan sağlam kaldı. 10 dakikalık testte hayvanlar tarafından kat edilen mesafede anlamlı farklılıklar bulamadık (bkz. Şekil 5). Tipik NORT protokolü, iki nesnenin sunumundan ve bunlardan birinin yeni bir nesneyle değiştirilmesinden oluşur. Davranışsal izleme yazılımı keşif süresini izledi.
Davranışsal İzleme Yazılımı, temel performans parametrelerini değerlendirmek için bir grup hayvanı kaydetti. Bu nedenle, keşif performansını değerlendirmek için üç parametre kullandık. Tercih oranı, hayvanların kafasının her bir nesnede harcadığı toplam süreyi bildiren nesne bölgesinde geçirilen hayvanların kafa süresi kullanılarak hesaplanmıştır. Ayrıca, nesnelere doğru hareket etmek için harcanan zaman için bir tercih oranı hesapladık, bu da her nesne bölgesine doğru hareket eden her hayvana harcanan toplam süreyi gösterir. Ek olarak, her nesneye ziyaret başına harcanan süre hesaplandı. Şekil 6 , yukarıda belirtilen üç parametreli sonuçları göstermektedir. Edinme denemesinde, değerlendirilen üç parametredeki nesneler arasında hiçbir ayrım yoktu: üç deneme için nesne bölgesinde kafa zamanı, üç deneme için nesnelere doğru hareket eden zaman ve her nesnede ziyaret başına süre. STM denemesinde hiçbir farklılık yoktu. Bu arada, LTM denemesinde, yeni nesne için önemli ölçüde daha yüksek bir keşif tercihli oranı görülmüştür. Ek olarak, LTM denemesinde, ziyaret başına harcanan sürede (panel C) yeni nesne için bir tercih de görülebilir. Video 1 , deneyde kaydedilen bir sıçanın temsili bir örneğini gösterirken, Video 2 , eşzamanlı EEG ve davranışsal kaydın temsili bir örneğini göstermektedir.
İzlenen zaman olaylarını, bilgisayarın saatini kullanarak Davranışsal İzleme ve EEG yazılımı kaydı ile eşleştirmek mümkündü. Şekil 7 ve Şekil 8 , alfa ve beta bantları üzerindeki EEG göreceli gücündeki değişiklikleri göstermektedir. Bunlar motor kontrol, konsantrasyon ve hafıza ile ilgilidir, bu da keşfin sadece bu işlevlerle ilgili olduğunu düşündürmektedir. Hayvan 3'ün sonuçları, alfa gücünün ACQ ve LTM ile ilgili STM'de azalma eğiliminde olduğunu ve keşif veya bellek alımı ile ilgili bir senkronizasyon bozukluğu olduğunu göstermektedir. Nesne tanıma sayısı (işlenmiş çağlar) düşüktü. Bu noktada, istatistiksel bir testin böyle bir farkın gerçek olup olmadığını veya bir eserin böyle deneysel koşullar üretip üretemediğini doğrulayacağını belirlemek mümkün değildir. Bununla birlikte, çağların segmentasyonu, etiketlemesi ve analizi, hayvanlarda eşzamanlı işaretleme olaylarının ve gelecekteki araştırma projeleri için üretilen EEG sonuçlarının zaman çizelgesi ile mümkün hale gelmiştir. Bu sistemlerin birleştirilmesi, hayvan deneyleri amacıyla önemli bir sorun haline gelen manuel işaretleme işlemi ile olayların yanlış tanımlanmasını önler. BTS ve elektrofizyolojik (EP) aktivitenin kombinasyonu hayvan davranışı ile doğru bir şekilde ilişkilendirilebilir; Bununla birlikte, deneysel koşullar, hareket artefaktlarını ortadan kaldırmak ve deney kurulumunda etkili bir şekilde iyileştirmeler yapmak için gelişmiş sinyal işleme tekniklerinin kullanılmasını gerektirir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig01.jpg"> Şekil 1: Zenginleştirilmiş çevre (EE) koşulları kafesi örnekleri. Barınağa, hayvanların yeni ve karmaşık buldukları, ancak biyolojik olarak hiçbir ilgisi olmayan oyuncaklar ve tüpler sağlandı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61494/61494fig01large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig02.jpg"> Şekil 2: Epidural elektrotların sıçan kafatasındaki konumları. Vidalar aynı anda kulaklık için ankraj ve elektrot olarak kullanıldı. F = ön; C = frontoparietal; P = parietal; 3 = sol; 4 = doğru; NZ = zemin referansı olarak. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61494/61494fig02large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig03.jpg"> Şekil 3: Bir epidural (kafatası vidası) elektrot implantasyon ameliyatının temsili görüntüleri. İmplante edilmiş kafa içi elektrotları, ameliyatın farklı aşamalarında sıçanlarda vidaları gösteren görüntü. Bu prosedürü uygularken aseptik tekniklerin takip edildiğinden emin olun. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61494/61494fig03large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig04.jpg"> Şekil 4: Deney düzeneği ile birlikte bir sıçanın temsili görüntüleri. Sıçan, EEG cihazına bağlı yeleği, NORT protokolü için kullanılan arenanın içinde, gömülü bir batarya ile giymek için yapıldı. Resimde kulaklık seti ve kafanın sıçanına takılı kablo konektörü gösterilmektedir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61494/61494fig04large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig05.jpg"> Şekil 5: EE protokolü ile hareket kabiliyeti kanıtı ve yetişkin nörogenez stimülasyonu. (A) Açık Alan Testinde (OFT) 10 dakika boyunca hayvan aktivitesinin temsili görüntüleri ve ekipmanı/ameliyatı giyen hayvanların kat ettiği ortalama mesafe ve ekipmanı olmayan/ameliyat olmayan hayvanlar. (B-E) EE ve standart gövde grupları için BrdU etiketli hücrelere (yoğun karanlık) sahip temsili DG bölümü. B ve D panelleri DG'nin düşük bir büyütme oranını gösterir ve C ve E panelleri kutu alanını daha yüksek büyütmede gösterir. B ve C panelleri EE gövde grubundan, D ve E panelleri standart gövde grubundan dokulardır. İç kısım, her iki gruptaki etiketli hücrelerin ortalama sayısını gösterir. ML - moleküler tabaka; GCL – granüler hücre katmanı; SGZ – tanecik altı bölge; oklar - BrdU+ hücreleri. Grafikler SEM'± ortalamasını göstermektedir. Grupları karşılaştırmak için T-student testi kullanıldı. * s≤0.05. Açık Alan Testinde gruplar arasında anlamlı fark bulunmamıştır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61494/61494fig05large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig06.jpg"> Şekil 6: NORT değerlendirmesinde keşif performansı. (A) Üç deneme için nesne bölgesinde baş zaman. (B) Üç deneme için nesnelere doğru ilerleyen zaman. (C) Her nesnede ziyaret başına süre. Grafikler SEM'± ortalamasını göstermektedir. Tüm parametrelerde Sidak'ın çoklu karşılaştırma testi ile iki yönlü tekrarlanan ölçümler ANOVA kullanılmıştır. * p≤0.05, ** p≤0.01 ilgili denemedeki nesneler arasında. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61494/61494fig06large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig07.jpg"> Şekil 7: Keşif ile ilişkili alfa EEG bant gücü üzerindeki değişiklikler. Bu şekil, hayvan nesnelerin keşfine başladıktan sonra yarım saniyeden 2,5 saniyeye kadar göreceli alfa gücündeki değişiklikleri göstermektedir. Altı grafik Frontal, Central ve Parietal elektrotlara (yukarıdan aşağıya) ve sol ve sağ taraflara karşılık geldi. Kutu grafikleri, bir Nesnenin her koşul kombinasyonu için bu tür zaman serilerinin dağılımını gösterir: "Tanıdık" ve "Yeni" ve aşama: "ACQ", "STM" ve "LTM". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61494/61494fig07large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig08.jpg"> Şekil 8: Keşif ile ilişkili beta EEG bant gücü üzerindeki değişiklikler. Bu şekil, hayvan nesnelerin keşfine başladıktan sonra yarım saniyeden 2.5'e kadar göreceli beta gücündeki değişiklikleri göstermektedir. Altı grafik Frontal, Central ve Parietal elektrotlara (yukarıdan aşağıya) ve sol ve sağ taraflara karşılık geldi. Kutu grafikleri, bir Nesnenin her koşul kombinasyonu için bu tür zaman serilerinin dağılımını gösterir: "Tanıdık" ve "Yeni" ve aşama: "ACQ", "STM" ve "LTM". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61494/61494fig08large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Video 1: Deneyde kaydedilen bir sıçanı gösteren temsili video. Sıçan, NORT protokolü için kullanılan arenanın içindeydi. Sıçan, gömülü bir batarya ile EEG cihazına bağlı yeleği giyiyordu. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/61494/VIDEO_1.mp4" target="_blank">Bu videoyu indirmek için lütfen tıklayınız.</a>
Video 2: Eşzamanlı EEG ve davranışsal kaydı gösteren temsili video. EEG sinyali sol tarafta, davranış testi (NORT) ise videonun sağ tarafında görüntülendi. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/61494/VIDEO_2.mp4" target="_blank">Bu videoyu indirmek için lütfen tıklayınız.</a>

Burada sunulan protokol, eşzamanlı elektroensefalografi (EEG) ve gerçek zamanlı olarak davranışsal değerlendirme hakkında bilgi sağlar. Bu protokolde yer alan tüm adımları, özellikle öğrenme ve hafıza alanlarında, nörobilimin birçok alanındaki araştırmacılar için cazip bir çözüm olarak tartıştık.

Hipokampal nörogenezi incelemek için bir araç olarak kablosuz elektrofizyoloji ve hafıza davranış testinin eşzamanlı izlenmesi

Brainwaves amplitude obtained from electroencephalography (EEG) has been well-recognized as a basis for cognitive capacity, memory, and learning on ...

Eşzamanlı davranışsal video izleme değerlendirmesi ve holografi kaydının kablosuz elektronları ve bunların entegrasyonu son derece çekicidir ve sinirbilimin birçok alanındaki araştırmacılar için ilginç bir çözüm sunar. Eşzamanlı davranışsal video izleme değerlendirmesinin ve kablosuz EEG kaydının çok yönlülüğü, birçok deneysel koşulda kullanılabildiği için en önemli avantajlardan biridir. Prosedürü gösteren, yüksek lisans öğrencisi Florencia Mata ve laboratuvarımdan bir araştırmacı olan Alejandro Tapia-de-Jesus olacak.Elektrofizyoloji cihazını kurmak için, cihaz modemini bir kişisel bilgisayar ana bilgisayarına bağlayın ve modemi açın. Bilgisayardaki diğer tüm ağ aygıtlarını kapatın ve kayıt odasındaki diğer tüm kablosuz iletişimleri mümkün olduğunca sessize alın. Amplifikatörü test edilecek farenin arkasına takın ve EEG cihazını açmak için pili takın.Bağlandıktan iki saniye sonra, EEG amplifikatörü üzerindeki kırmızı bir LED cihaz üzerinde yanıp sönerek modem ile iletişimin aktif olduğunu ve ardından yeşil bir LED ışığının etkinleştirildiğini gösterecektir. İletişim başarılı olursa, modem üzerindeki LED'ler sürekli olarak yanıp sönmeye başlayacaktır. Cihaz iletişimi başarılı bir şekilde kurulduğunda, EEG yazılımını başlatın ve yazılımı kablosuz EEG alım cihazıyla entegre etmek için üreticinin talimatlarına göre yazılımı kurun.Ardından Ekranı Başlat'ı tıklayın. EEG yazılımı gerçek sinyal alımını gösterecektir. Davranışsal izleme yazılımını kurmak için hesaba giriş yapın ve Yeni, Boş Deney ve Yeni'yi seçin.Protokol için bir ad belirleyin ve Video İzleme Modu'nu seçin. Aparat altında, ölçek hareketli cetvel çizgisini arenanın bilinen uzunluğu boyunca bir konuma ayarlayın ve ayarlar panelinde arenanın uzunluğunu milimetre cinsinden girin. İzleme ve Davranış'ın altında Bölgeler'i seçin.Öğe Ekle'de, Yeni Bölge'yi ve arena uzunluğunu seçin ve yeni bölge için bir ad belirleyin. Arena alanını ayarladıktan ve alanı az önce gösterildiği gibi adlandırdıktan sonra, Hayvan Rengi'ni açın ve seçilen hayvanlar, cihaz arka planından daha açık. Hayvanın Başını ve Kuyruğunu İzleme'nin altında evet, hayvanın başının ve kuyruğunun izlenmesini istiyorum'u seçin.Test ve Aşamalar'a gidin ve Öğe Ekle ve Yeni Aşama'yı seçin. Aşama alımını adlandırın. Ardından aşamanın süresini tanımlayın ve kısa ve uzun süreli hafıza testleri için kurulumu tekrarlayın.Tüm testler ayarlandığında, Prosedürleri açın ve her aşama için izlenecek olayları tanımlayın. İzleme yazılımında bir alım oturumu için, Testler ve Test Ekle'yi seçin ve test edilecek hayvan için bir numara atayın, Kaydet'i seçin ve hayvanları ve oturumu adlandırın. Hayvanı arenaya yerleştirmeden önce Oynat'a tıklayın.Başlamak bekleniyor mesajı görüntülenecektir. Ardından, nesnelerin karşısındaki duvara bakacak şekilde arenaya bir hayvan yerleştirin. Tekrar Oynat'a tıklayın ve hayvanın 10 dakika boyunca özgürce keşfetmesine izin verin.Edinme oturumunun bitiminden iki saat sonra, nesnelerden birini tamamen farklı şekil, renk ve dokuya sahip başka bir nesneyle değiştirin ve gösterildiği gibi izleme yazılımında kısa süreli bir bellek testi ayarlayın. Daha sonra hayvanı, gösterildiği gibi nesnenin karşısındaki duvarlardan birine bakacak şekilde arenaya yerleştirin. Oynat'a tekrar basın ve hayvanın 10 dakika boyunca özgürce keşfetmesine izin verin.Edinme oturumundan 24 saat sonra, yazılımı uzun süreli bellek testi kaydedecek şekilde ayarlayın ve nesneyi kısa süreli bellek testinde kullanılandan tamamen farklı başka bir nesneyle değiştirin. Ardından hayvanı arenaya yerleştirin ve gösterildiği gibi yazılımla hayvanın davranışını kaydedin. Ekipmanı giyerken ameliyat geçiren veya donanımı giymeden sağlam kalan sıçanların açık alan testi, 10 dakikalık keşif süresi boyunca seyahat mesafelerinde önemli bir fark göstermedi.İzleme analizi kullanılarak, nesne tercih oranındaki kafa süresi, hayvanın nesne bölgesinde geçirdiği kafa süresi kullanılarak hesaplanabilir. Nesnelere doğru hareket etmek için harcanan süre için, her bir nesne bölgesine doğru hareket eden her hayvan için harcanan toplam süreyi ve her bir nesneye yapılan ziyaret başına harcanan süreyi gösteren bir tercih oranı da hesaplanabilir. Bu temsili edinim denemesinde, değerlendirilen üç parametredeki nesneler arasında herhangi bir ayrım yoktu ve kısa süreli hafıza denemesinde de farklılıklar yoktu.Bununla birlikte, uzun süreli bellek denemesinde, ziyaret başına harcanan sürede yeni nesne için tercihin yanı sıra, yeni nesne için önemli ölçüde daha yüksek bir keşif tercihi oranı gözlendi. Tek bir temsili hayvandan elde edilen bu verilerde, alfa gücü, edinim ve uzun süreli belleğe kıyasla kısa süreli bellekte bir azalmaya doğru eğilim gösterdi ve bu da keşif veya bellek geri alma ile ilgili bir senkronizasyon bozukluğunu düşündürdü. Bu prosedürü denerken, tüm EEG kanallarının güvenilir bir sinyal-gürültü oranı gösterdiğinden emin olun.Uygun elektrotlar ve motor sistemi oluşturmak veya kullanmak gerekir. Bu teknik, araştırmacıların davranışsal performans ve elektriksel beyin aktivitesi ile ilgili soruları P300 testi, bir Stroop veya kararlı bir durum gibi potansiyel olarak yanıtlamalarına yardımcı olabilir.

simultaneous-monitoring-wireless-electrophysiology-memory-behavioral

Research

JoVE Journal

Behavior

Davranış

Bir prosedür elektroansefalogram, elektromiyogram ve serebral laktat konsantrasyon takip edilir iken optogenetically kortikal piramidal nöronların etkinlik işlenmesi için tarif edilmektedir. Onlar kendiliğinden uyku / uyanıklık döngüsü geçmesi ise Deneysel kayıtları kablo-tethered fareler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Optogenetic cihaz laboratuar monte edilmiştir; kayıt ekipman ticari olarak temin edilebilmektedir.

Eşzamanlı Elektroensefalografi, Kemirgen Serebral Korteks Laktat Konsantrasyonu ve Nöronal Faaliyet Optogenetic Manipülasyon Gerçek zamanlı ölçüm

Hipokampal devresinde fonksiyonel değişikliklerin araştırıldığı A çok yönlü bir yaklaşım açıklanmıştır. Elektrofizyolojik teknikler hasar protokol, davranışsal testleri ve bölgesel diseksiyon yöntem ile birlikte tarif edilmiştir. Bu tekniklerin kombinasyonu diğer beyin bölgeleri ve bilimsel sorular için benzer bir şekilde uygulanabilir.

Hafif Travmatik Beyin Hasarı takiben Hipokampal Devre İşlev değişimler üzerine araştırmalar

Doğrudan intrahippocampal mikroenjeksiyon ile hipokampal bağımlı uzaysal çalışma belleği Modülasyon, eşlik ve...

Hipokampal İnsülin Mikroenjeksiyon ve<em&gt; In vivo</emMekansal Bellek Test sırasında&gt; mikrodivaliz

Burada, insan hastalığının yenidoğan kemirgen modellerinde elektroensefalogram (EEG) için kablosuz bir etkinleştirme teknolojisinin kullanımını gösteriyoruz. Telemetri ile, engelleyici bağlantılar yoktur, bu nedenle doğal davranışlara izin verir.

Epoch Kablosuz Verici Sisteminin Kullanılması İnsan Hastalığı Küçük Kemirgen Modelleri Uzun süreli Sürekli EEG İzleme

Biz nörogelişimsel kökenli bilişsel bozuklukların ile karakterize bir fare modelinde bir mekansal öğrenme göreve maruz kaldıktan sonra hipokampal nöron aktivasyonu profilini incelemek için bir immünohistokimya protokol açıklar. Bu protokol bilişsel karakterize hem genetik ya da farmakolojik fare modellerine uygulanabilir.

Nörogelişimsel Bozukluklar Fare Modeli Mekansal Öğrenme ardından Hipokampal Nöron Faaliyet immünohistokimyasal Görselleştirme

Kronik silikon sondalar implant ve bir işaret zenginleştirilmiş koşu bandı cihazları üzerinde çalışan kafa-sabit farelerde yer hücreleri kaydetmek için çeşitli adımlar açıklanmaktadır.

Kronik silikon sondalar ve kayıt bir zenginleştirilmiş koşu bandı aparat Hipokampal yer hücre implantasyonu

Bu iletişim kuralı ortak yerelleştirilmiş elektroansefalografi (EEG) ve multi-Laminer yerel alan bir imzalat köstebeğiyle potansiyel eşzamanlı kayıt için basit bir yöntem açıklanır. Bir elektrot yerleştirilmesi için kafatası delinen burr deliği EEG sinyal önemsiz bozulma üretmek için gösterilir.

Co yerelleştirilmiş elektroansefalografi ve yerel alan potansiyel kemirgen eşzamanlı kayıt

Burada, biyo sinyalleri kullanarak aynı anda video, farelerde kalp ve beyin kaydetmek için bir iletişim kuralı mevcut elektroansefalografi (EEG) ve Elektrokardiyografi (EKG). Ayrıca elde edilen EEG-ECG kayıtları nöbetler, EEG spektral güç, kardiyak fonksiyon ve kalp hızı değişkenliği için analiz yöntemleri açıklar.

Eş zamanlı Video-EEG-EKG Neurocardiac disfonksiyon epilepsi fare modelleri tanımlamak için izleme

Bu yöntem, yaşayan farelerin Hippocampus optik erişim sağlayan kronik bir hazırlık açıklar. Bu hazırlık, birkaç hafta boyunca nöronal yapısal plastisite ve aktivite-uyarılmış hücresel plastisite uzunlamasına optik görüntüleme gerçekleştirmek için kullanılabilir.

Canlı fareler içinde dorsal hipokampal CA1 uzunlamasına Iki foton görüntüleme

Bu protokol, yerel alan potansiyellerini kaydetmek ve fare hipokampusu ve prefrontal korteksindeki bilgi akışını araştırmak için özel olarak tasarlanmış bir kayıt cihazının ve elektrotların kullanımını ana hatlarıyla belirtir.

Fare Hipokampusu ve Prefrontal korteksinde ikili hücre dışı kayıtlar

Bu protokol, birden fazla hafıza ile ilgili beyin bölgesinde nöronlardan ve astrositlerden gelen kalsiyum sinyallerinin eşzamanlı kaydı için kapsamlı bir yöntem tanımı sunar ve öğrenme ve hafıza davranışı paradigmasında uygulanmasını gösterir.

Öğrenme ve Hafıza Davranışları sırasında Astrosit-Nöron Aktivitesini Birden Fazla Beyin Bölgesinde KaydEtmek İçin İki Renkli Lif Fotometri Yöntemi

Öğrenin, kablosuz EEG ve davranış izleme ile hipokampal nörogenezi incelemek için kullanılan entegre elektrofizyoloji yöntemini. Bu protokol, öğrenme ve bellek süreçlerini anlamaya yardımcı olur.

Hipokampal nörogenezi incelemek için bir araç olarak kablosuz elektrofizyoloji ve hafıza davranış testinin eşzamanlı izlenmesi

Daha fazla video keşfet