Serbestçe Hareket Eden Farelerde Kronik Çok Bölgeli Elektroensefalografi Kaydı için Uygun Maliyetli ve Minimal İnvaziv Bir Protokol

Bu protokol, maliyet verimli, minimal invaziv ve yüksek kaliteli fare EEG kayıtlarını mümkün kılarak uzun vadeli sinirsel izlemeyi preklinik araştırmalar için erişilebilir kılar. Kronik EEG kaydının başlıca zorlukları, implant kararsızlığı ve kafa kapağının ömrü, sinyal bozulması, büyük veri analizleri ve pahalı ticarileştirilmiş sistemlerin erişemezliğidir. Başlamak için, beş pinli USB tip B dişi fiş kullanın ve 0.003 inç platin iridyum teli ile lehimleyin.

Dördüncü pimi kullanmayın, çünkü o topraklama pinidir ve elektrotları bağlamak için diğer dört pimi kullanın. Pimleri yaklaşık 45 derece bükün ve kabloları her pimin etrafına iki kez sararak güçlü bir bağlantı sağlanır ve ayrılmaması sağlanır. Şimdi, her pimin üzerine az miktarda lehim reçine flux pastası uygulayarak yüzeyi temizleyerek etkili lehimleme için kullanılır.

Sonra, her pimin üzerine küçük bir lehim teli parçası yerleştirin. Lehim telini lehim telini eriterek platin iridyum telini pinlere kalıcı olarak bağlayın. Derin anestezi doğrulandıktan sonra, burun üzerinde hacim başına %1,5 hacim oranında izofloran oksijen ventilatörünü başlatın.

Şimdi, fare inflamasyon ve ağrıyı azaltmak için kilogram başına beş miligram karprofen enjekte edin. İltihaplanma ve beyin şişliğini azaltmak için kasa içi 0.1 miligram denkametazon enjeksiyonu yapılabilir. Anestezi sırasında gözlerin kurumasını önlemek için göz merhemi uygulayın.

Kürk çıkarıldıktan sonra, kafatasının kesi tarafını %70 etanol ile temizleyin, ardından iyot pedleri ile septik bir teknik uygulayın. Sonra, bir neşterle başın ortasında tek bir şeffaf kesi yapın. Kesinin etrafını keserek elektrot implantasyon bölgesini açığa çıkarın, böylece kasların açığa çıkmamasını sağlayın.

Kafatası yüzeyini %0,9 sodyum klorür çözeltisi ile yıkayın. Yüzeyi kurutun ve kafatasını hidrojen peroksite batırılmış pamuklu çubuklarla ovalayın. Kemikte kalan bağ dokusunu çıkarmak için bir smalı kullanın.

Bir dakika sonra, yüzeyi %0,9 sodyum klorür çözeltisiyle tekrar yıkayın ve delmeden önce kurutulun. Akrilik yapışmasını sağlamak için kafatası yüzeyini pürüzleştirmek için diş matkaplası kullanın. Elektrot implantasyon noktalarını ön/arka pozisyonlarda ölçüp işaretleyin, artı iki ve eksi, medial lateral pozisyonlar artı eksi, 1,5 artı veya eksi.

Kafatasının yüzeyini 1,4 milimetrelik matkaplarla delin ve hassas tornavidalarla delinmiş noktalara 1,5 milimetrelik dört kemik vidasını yerleştirin. Vidaların sadece yüzeye temas ettiğinden ve beyne girmediğinden emin olun. USB konnektöründen gelen kabloları her bir vidanın etrafına iki ila dört kez sarıp fazla kabloları kesin.

Her vidanın üstüne küçük bir damla süper yapıştırıcı uygulayın ve bağlantıyı güçlendirmek için kurumasına izin verin. Konnektörün kafatasının ortasında kafatasına veya elektrotlara dokunmadan konumlandırıldığından emin olun. Sonra, kemiğin aşırı ısınmasını önlemek için ince katmanlar uygulayarak siyanoakrilat kullanarak başlık başlığını yavaşça inşa edin.

Diş çimentosu kullanarak, USB kablosunun bağlanmasını kolaylaştırmak için konnektörün düz yüzeyine büyük bir vida takın. Fareyi stereotaksik aşamadan çıkarmadan önce başlık kapağının en az iki dakika kurumasına izin verin. Fareyi bir ısıtma pedine koyup 24 saat boyunca gözlemleyin.

Fareyi yedi gün boyunca her 12 saatte bir kilogram başına beş miligram karprofen ile tedavi edin. Elektroensefalografi veya EEG kaydına geçmeden önce kemiğin akrilik arayüzde büyümesini iki hafta bekleyin. Her farenin EEG sinyalini bir saat boyunca kaydedin; bu da pentylenetrazol tedavisinden 30 dakika önce ve 20 miligram/kilogram pentylenetrazol verildikten 30 dakika sonra dahildir.

USB kablosunu farenin konnektoruna takın. USB kablosunu timsah klipsleri kullanarak diferansiyel alternatif akım amplifikatoruna takın. Kazancı 10.000'e ayarlayın ve 0.1 ile 250 hertz arasında filtreleyin.

Elektroensefalografi sinyalini 1.000 hertz'de numune alın. Amplifikatör çıkışlarını aynı anda bilgisayarda kaydedin ve sinyalleri osiloskopta gerçek zamanlı olarak gösterin. Amplifikatör çıkışlarını bilgisayara bağlı bir veri toplama ve sinyal koşullandırma USB cihazına bağlayın.

Son olarak, EEG sinyalini Python kodu ile kaydedip 0.1 hertz ile 250 hertz arasında filtreleyin ve veriyi görselleştirin. Elektrotlar, ameliyattan sonra altı aya kadar %85 olan ameliyat sonrası yaşama oranı %85 olan beş vahşi tip fare dahil olmak üzere 20 C57BL/6J arka fare fusesine yerleştirildi. EEG kayıtları, pentylenetetrazol enjeksiyonu sonrası farelerde artan interiktal boşaltılarla gösterilen pentylenetetrazol kaynaklı elektrofizyolojik değişiklikleri yakaladı.

Pentylenetetrazol enjeksiyonundan sonra interiktal deşarjların genliği, temsil EEG izlerinde gösterildiği gibi üç farklı elektrot üzerinde belirgin şekilde daha yüksekti. Çalışmamız, serbest hareket eden farelerde basit ve stabil bir EEG sistemi kurdu ve seri ile ilgili deşarjlarda güvenilir uzun vadeli kayıtlar gösterdi. Bu protokol, serbest hareket eden kemirgenlerde erişilebilir uzun vadeli EEG kayıtları sunarak sinirbilimi ilerletiyor ve beyin hastalıkları ile tedavileri üzerine daha geniş çalışmaları desteklemektedir.

Gelecekteki araştırmalar, elektrot tasarımını geliştirmeye, çok bölgeli kayıtları genişletmeye ve EEG'yi davranışsal, farmakolojik ve genetik manipülasyonlarla entegre etmeye odaklanacaktır.