بدعم من منحة كيغالي (2E21510) ، البرنامج الوطني للعلماء الشرف من وزارة التربية والتعليم ، وبحوث التكنولوجيا الأصل برنامج لعلوم المخ من خلال مؤسسة البحوث الوطنية لكوريا الجنوبية التي تمولها وزارة التعليم والعلوم والتكنولوجيا (2010-0018944).

1. ملخص C57BL/6J -- الفئران 129S4/SvJae الهجين (12 ~ 15 أسابيع من العمر) هي تخدير مع الكيتامين (120 ملغم / كغم IP) وزيلازين (6 ملغ / كغ ، والملكية الفكرية) كوكتيل. الذيل أو أخمص القدمين معسر تسبق عملية جراحية لتفقد عمق التخدير. تم إصلاح الماوس بواسطة جهاز التجسيمي (ديفيد Kopf الآلات ، موديل 902 ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة). غير قطعي في فروة الرأس على خط الوسط حوالي 25 ملم لفضح الجمجمة تحت العلاج يدوكائين للحد من الألم. هو محو أي حطام على الجمجمة قبالة عن طريق نصائح القطن غارقة في المياه المالحة لتعزيز التزام القطب في الجمجمة. يتم وضع علامة على نقطة وbregma امدا وتدور أحداثه في الطائرة الأفقي نفسه. تم وضع مجموعة بوليميد microelectrode إلى (PBM - الصفيف) في خط الوسط بحيث تجتمع العمودي خط الوسط من الجمجمة. يجب أن يكون موجودا نقطة bregma في منتصف طبقة من ال 5 الأمامي للمجموعة ، PBM. وتستخدم اثنين أو ثلاثة microscrews في الفضاء الخالية في حافة الجمجمة للمساعدة في تأمين موقف القطب مع الاسمنت الأسنان. عن الذين يدعمون الرابط PBM مصفوفة ، ونحن موقف تبختر في منتصف الرأس ، وتغطية ذلك مع الاسمنت الأسنان. بعد المعالجة ، يتم خياطة الجلد قطعي ، وتمنح ما لا يقل عن 5 أيام لتحقيق الانتعاش. أثناء الاسترداد ، ويعيش الفئران في اقفاص فردية مع حرية الوصول إلى الغذاء والماء. بعد الشفاء ، يتم تنفيذ تسجيل EEG. ورعاية الحيوانات والجراحية ، وتسجيل الإجراءات وفقا لمبادئ توجيهية لرعاية الحيوان واللجنة المؤسسية استخدم ، في أعقاب لعام 1992 من مختبر اللائحة كوريا رعاية الحيوان والمبادئ التوجيهية المرتبطة بها. كانت ملفقة صفائف PBM في هذا المخطوط كما وصفها تشوي. وآخرون. بن. 1 الرجاء الاتصال من الكتاب لاستخدام نفس PBM مصفوفة في الفيديو. 2. إجراء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الأدوات الجراحية وأجهزة تعقيم التجسيمي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير الفأر مع التخدير (مثل الكيتامين / زيلازين مع جرعة من 120 و 60 ملغم / كغم من الملكية الفكرية ، repectively). الذيل أو أخمص القدمين معسر تسبق عملية جراحية لتفقد عمق التخدير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جبل الماوس على جهاز التجسيمي بوضع قضبان الأذن في قناة الأذن الماوس ، وإحكام تثبيته في مكانه. ويمكن تغطية العينين مع هلام حيويا (مثل الفازلين) للحفاظ على العيون من تجفيف بواسطة ضوء عملية جراحية. بعد ترطيب رأس الفأر مع الايثانول 70 ٪ ، حلق الفراء قبالة رأسها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شق الرأس حوالي 25 ملم مع فروة الرأس. فمن المستحب أن تطبق على كمية قليلة من 2 ٪ ليدوكائين هيدروكلوريد تحت فروة الرأس. قرصة الجلد مع المشابك الصغيرة (أدوات العلوم الجميلة (الولايات المتحدة) ، وشركة ، 18052-03 ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة) للحفاظ على شق مفتوحة على مصراعيها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> محو أي حطام الأنسجة المتبقية في الجمجمة مع مسحات القطن غارقة في المياه المالحة تعزيز الانضمام للمجموعة ، PBM في الجمجمة. باستخدام بيروكسيد لإزالة بقايا الغشاء هو أيضا فعالة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> العثور على نقطة وbregma امدا على الجمجمة ، ووضع علامة عليها مع القلم علامة القائم على النفط. ضع PBM مصفوفة بحيث خط الوسط لالرأسي يفي خط الوسط من الجمجمة كما هو مبين في الشكل 1. موقف bregma في منتصف طبقة ال 5 من الأمامي للمجموعة ، PBM مع قطرة واحدة من مياه الحنفية. المسحة القطب الفيلم بعناية من الإنسي إلى الوحشي على لتحسين التقيد. من أجل المساعدة على عصا القطب تشديد الفيلم على الجمجمة ، وينبغي أن يكون الفيلم القطب يجف تماما على الجمجمة. قطب الفيلم لا يزال لتكون ثابتة على الجمجمة بالقوة فان دير فال. عند إعادة تحديد المواقع القطب ، وآخر قطرة من ماء الصنبور هو ضروري لمنع تمزق من القطب. <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig1.jpg" alt="الشكل 1" /> الشكل 1 (يسار) وPBM مصفوفة على الجمجمة الماوس. المحور anterio الخلفي للمجموعة ، PBM يطابق الخط الفاصل بين bregma (BP) ، ونقطة لامدا (LP). (يمين) ان مواقف القطب المفترضة على الماوس سطح الدماغ. تشريح الفأر مجزأة من 3 - D قاعدة بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي أطلس رقمي للدماغ الفأر الكبار C57BL/6J المنتجة في مختبر بروكهافن الوطني والمواقع الكهربائي يتم وضع علامة وفقا لقياس التجسيمي. وتتميز الأرض (G) والمرجعية (المرجع) الأقطاب الكهربائية في الشكل الصحيح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> علامة لا يقل عن ثلاثة مواقع على مساحة مفتوحة من الجمجمة ، ومن ثم جعل ثقوب في تلك المواقع باستخدام حفر الأسنان لتحديد المواقع لدعم microscrews. هذه microscrews يكون لها دور في دعم ومسماك ميكانيكيا الاسمنت الأسنان على الجمجمة. وهناك حاجة اضافية الحذر أثناء الحفر. منذ الماوس الجمجمة يتألف من طبقات رقيقة ، ويمكن بسهولة أن يحدث نزيف أثناء الحفر. عندما يحدث نزيف ، والتوقف عن الحفر وتطبق كمية صغيرة من مسحوق مرقئ في حفرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق الاسمنت الاكريليك الأسنان (فيرتكس الأسنان ، فيرتكس الذاتي المعالجة ، وهولندا) لتغطية PBM مصفوفة ، ومسامير الربط ، وبقية الجمجمة. إعداد الاسمنت الأسنان في ج لاصق ولزجondition. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> موقف عصا جامدة بوصفها تبختر في منتصف الرأس باستخدام الغراء قوية (على سبيل المثال ، وكتايت ، هنكل وكتايت كورب ، دبلن ، ايرلندا). وضعت على الوجهين شريط لاصق على الجزء الخلفي من الطائرة الموصل. التلاعب في موقف موصل PBM مصفوفة للتواصل مع غيض من تبختر. وينبغي أن المسافة العمودية بين الجمجمة وموصل تكون أكثر من 5 ملم. العصا الطائرة موصل وغيض من عصا باستخدام الغراء القوي لتحسين الالتصاق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأكد من أن شفي تماما من الاسمنت الأسنان. ثم تطبيق الاسمنت الأسنان الاكريليك على الجمجمة ومؤخر الطائرة الموصل لتأمين الموصل إلى الجمجمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة المشابك الصغيرة. قطعي خياطة الجلد ، مع الألياف خياطة تعقيمها. إزالة الماوس من الجهاز. قد تنطبق اضافية الاسمنت الاكريليك الأسنان لحماية الجمجمة المكشوفة. تطبيق المضادات الحيوية (مرهم fucidin دونغ وها الصيدلة ، وكوريا الجنوبية) حول الاسمنت وخياطة الجلد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع الماوس في قفص تعقيمها حتى يستعيد وزنه الأصلي الجسم (حوالي 5 إلى 7 أيام). فمن المستحسن عدم إدخال أي الاصحاب القفص. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الانتعاش ، وتوصيل الماوس بواسطة خفيفة الوزن موصل الدوائر المطبوعة (PCB) إلى مجلس headbox نظام مكبر للصوت EEG الأقنية (Synamps 2 ، نورث كارولينا ، الولايات المتحدة الأمريكية) في قفص خاص بها. ينبغي أن يعامل الخطوط التي تربط بعناية بحيث لا يحصل متشابكة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد 1 ساعة من التعود ، نفذ تسجيل EEG. تفحص 4.4. (نورث كارولينا ، الولايات المتحدة الأمريكية) واستخدام البرمجيات في اقتناء هذه التجربة. ويظهر تتبع الوقت النموذجي مجموعة من الماوس EEG في الشكل 2. فمن المستحسن لتسجيل الفيديو لربط سلوك الماوس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ويمكن تحليل الإشارات التي حصلت عليها MATLAB (MathWorks ، ناتيك ، MA ، الولايات المتحدة الأمريكية) لإنتاج الخريطة الطوبوغرافية الدماغ. وتظهر طوبوغرافيات عينة من خريطة الطاقة في المخ EEG الماوس في الشكل 3. </li></ol> 3. ممثل النتائج إذا أجريت بشكل صحيح العمليات الجراحية المذكورة أعلاه ، سيتم تسجيل 40 قنوات الماوس EEG يؤديها بنجاح دون القنوات السيئة. تبين الأرقام التالية ممثل آثار EEG الخام والخرائط الطبوغرافية. <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig2.jpg" alt="الشكل 2" /> الشكل 2. تتبع عينة من الاستيلاء غياب التخطيط الدماغي الناجم عن الحقن التي تعاني γ - بيوتيرولاكتون (GBL ، 50mg/kg ، والملكية الفكرية). شريط أحمر يدل على تصاعد الموجة وتصريفات (SWDS) خلال الاستيلاء الغياب. المحاور الأفقية والعمودية تشير إلى الوقت والجهد ، على التوالي. عدد يتبع مونتاج قناة محددة في الشكل. 1 (يمين). <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig3.jpg" alt="الشكل 3" /> الشكل 3 ، والخرائط الطبوغرافية تبين قوة هرتز 2-6 التوزيع. القيمة في colorbar يمثل مقياس لون الخريطة السلطة. أثناء تصاعد الموجة وتصريفات (SWDS) الناجم عن γ - بيوتيرولاكتون (GBL ، 50mg/kg ، والملكية الفكرية) ، والسلطة في مناطق واسعة الجبهي القشرية زيادة كبيرة بالمقارنة مع السلطة قبل الحقن GBL (الأساس).

<ol>
	<li>Choi, J. H., Koch, K. P., Poppendieck, W., Lee, M., Shin, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+resolution+Electroencephalography+in+Freely+Moving+Mice.">High resolution Electroencephalography in Freely Moving Mice.</a> J Neurophysiol. , .</li><li>Lee, M., Shin, H. S., Choi, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+recording+of+brain+activity+and+functional+connectivity+in+the+mouse+brain.">Simultaneous recording of brain activity and functional connectivity in the mouse brain.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 2934-2936 (2009).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

نحن هنا التقرير العمليات الجراحية وتسجيل للحصول على كثافة عالية في التحرك بحرية EEG الفئران. هذه الطريقة تمكننا من الحصول على خرائط المخ وظيفية من الفأر نموذج لدراسة الآليات الجزيئية من 1،2 إيقاعية عفوية أو أنشطة الحدث الدماغ ذات الصلة. الاستحواذ على كل القنوات في الصفيف ، PBM هو شرط ضروري للحصول على كامل خرائط الدماغ ، مما يجعل غير آمن للاتصال في كل قناة وصعبة للغاية. للحفاظ على الاتصال المستمر للقناة في الجمجمة ، تم العثور على الإجراءات التالية لتكون هامة. بادئ ذي بدء ، قد أي حطام الأنسجة على الجمجمة الى جانب مجموعة من القطب الجمجمة. وبالتالي من المهم جدا لإزالة كافة الانقاض الأنسجة مع مسحات القطن المعقم وتجفيف سطح الجمجمة. ثانيا ، قدرة الصفيف PBM التي يمكن أن تلتصق على سطح الجمجمة هو القوة فان دير فال. يقترح تطبيق قطرة من مياه الصنبور على الجمجمة لبناء طبقة المياه قبل ان يتم تطبيق PBM - الصفيف إلى الجمجمة. ثالثا ، اللزوجة حق الاسمنت الأسنان مهم جدا. إذا كان سيلان جدا ، قد يكون بناء طبقة عازلة تحت الصفيف PBM. إذا كانت كثيفة جدا ، فإن سقوط الاسمنت الأسنان بسهولة وبصرف النظر عن الجمجمة بسبب وزنه. وأخيرا ، ينبغي زرعها على الأقل ثلاثة microscrews دعم على الجمجمة لجعل الاسمنت الأسنان بإحكام في الجمجمة. وmicroscrews دعم تصمد الاسمنت الأسنان وتأمين headstage ، وهو أمر ضروري على المدى الطويل الدراسة. سيكون محدودا تطبيق الصفيف PBM لدراسة المزمن مع فئران بالغة نظرا لحجمها ووزنها. بناء على خبرتنا ، والفئران أثقل من 25 غراما كافية للاستخدام. كما مزيد من الطلبات ، من خلال مساحة فارغة بين فروع في الصفيف PBM لدينا ، يمكن للمرء أن أعرض الأقطاب الثانوية للتسجيل أو لغرض التشويق.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>&gamma;&#x2013;butyrolactone</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>H7629-500G</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

high-density eeg recordings of the freely moving mice using polyimide-based microelectrode

الكهربائي (EEG) يدل على النشاط الكهربائي في المتوسط ​​من سكان العصبية على مستوى واسع النطاق. ويستخدم على نطاق واسع كأداة رصد الدماغ موسع في علم الأعصاب الإدراكي ، وكذلك أداة لتشخيص الاضطرابات الصرع والنوم في الأعصاب. ومع ذلك ، فإن الآلية الكامنة وراء جيل إيقاع EEG لا تزال تحت الحجاب. أدخلت مؤخرا بوليميد المستندة microelectrode (PBM - الصفيف) للماوس عالية الدقة EEG 1 هي واحدة من المحاكمات للإجابة على الأسئلة على الاشارات العصبية الدماغي على أساس مورد الوراثية الغنية التي تحتوي على نموذج الفأر لتحليل عملية معقدة الجيل EEG. هذا التطبيق من nanofabricated الصفيف PBM لجمجمة الفأر هو أداة فعالة لجمع واسع النطاق نشاط المخ لدى الفئران المعدلة وراثيا ، وتتسع لتحديد يرتبط العصبية على إيقاعات EEG معينة بالتعاون مع السلوك. لكن في سماكة رقيقة جدا وبنية متشعبة يسبب متاعب في التعامل مع وغرس الصفيف PBM. عرضت في شريط الفيديو ، ووصف خطوات إعداد وجراحة لزرع الصفيف PBM على جمجمة فأر خطوة بخطوة. كما يتم توفير معالجة وجراحة نصائح لمساعدة الباحثين ينجح في زرع.

Watch this Scientific Journal Video about High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode at JoVE.com

High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

في هذه المقالة ، وصفنا إجراء الجراحة ونصائح للتعامل مع زرع رقيقة جدا مجموعة microelectrode بوليميد على أساس (PBM - الصفيف) على الجمجمة الماوس لاقتناء عالية الكثافة تصوير الدماغ (EEG) في نموذج الفأر.

عالية الكثافة تسجيلات EEG من الفئران تتحرك بحرية باستخدام بوليميد المستندة Microelectrode

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

high-density-eeg-recordings-freely-moving-mice-using-polyimide-based

Research

JoVE Journal

Neuroscience

36.8K Views.  Korea Institute of Science and Technology (KIST). في هذه المقالة ، وصفنا إجراء الجراحة ونصائح للتعامل مع زرع رقيقة جدا مجموعة microelectrode بوليميد على أساس (PBM - الصفيف) على الجمجمة الماوس لاقتناء عالية الكثافة تصوير الدماغ (EEG) في نموذج الفأر.

Video: High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

Combining Computer Game-Based Behavioural Experiments With High-Density EEG and Infrared Gaze Tracking

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they yield data relevant to the cognitive processing that occurs under ecologically valid conditions. These two goals often are at odds, since well controlled stimuli often are too repetitive to sustain subjects' motivation. Studies employing electroencephalography (EEG) are often especially sensitive to this dilemma between ecological validity and experimental control: attaining sufficient signal-to-noise in physiological averages demands large numbers of repeated trials within lengthy recording sessions, limiting the subject pool to individuals with the ability and patience to perform a set task over and over again. This constraint severely limits researchers' ability to investigate younger populations as well as clinical populations associated with heightened anxiety or attentional abnormalities. Even adult, non-clinical subjects may not be able to achieve their typical levels of performance or cognitive engagement: an unmotivated subject for whom an experimental task is little more than a chore is not the same, behaviourally, cognitively, or neurally, as a subject who is intrinsically motivated and engaged with the task. A growing body of literature demonstrates that embedding experiments within video games may provide a way between the horns of this dilemma between experimental control and ecological validity. The narrative of a game provides a more realistic context in which tasks occur, enhancing their ecological validity (Chaytor &amp; Schmitter-Edgecombe, 2003). Moreover, this context provides motivation to complete tasks. In our game, subjects perform various missions to collect resources, fend off pirates, intercept communications or facilitate diplomatic relations. In so doing, they also perform an array of cognitive tasks, including a Posner attention-shifting paradigm (Posner, 1980), a go/no-go test of motor inhibition, a psychophysical motion coherence threshold task, the Embedded Figures Test (Witkin, 1950, 1954) and a theory-of-mind (Wimmer &amp; Perner, 1983) task. The game software automatically registers game stimuli and subjects' actions and responses in a log file, and sends event codes to synchronise with physiological data recorders. Thus the game can be combined with physiological measures such as EEG or fMRI, and with moment-to-moment tracking of gaze. Gaze tracking can verify subjects' compliance with behavioural tasks (e.g. fixation) and overt attention to experimental stimuli, and also physiological arousal as reflected in pupil dilation (Bradley et al., 2008). At great enough sampling frequencies, gaze tracking may also help assess covert attention as reflected in microsaccades - eye movements that are too small to foveate a new object, but are as rapid in onset and have the same relationship between angular distance and peak velocity as do saccades that traverse greater distances. The distribution of directions of microsaccades correlates with the (otherwise) covert direction of attention (Hafed &amp; Clark, 2002).

Procedures for recording high-density EEG and gaze data during computer game-based cognitive tasks are described. Using a video game to present cognitive tasks enhances ecological validity without sacrificing experimental control.

الجمع بين لعبة الكمبيوتر المستندة إلى تجارب السلوكي مع ارتفاع الكثافة تتبع النظرة EEG والأشعة تحت الحمراء

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such as epilepsy and neurodegenerative disorders. However, it is technically difficult to obtain EEG recordings in neonates as it requires specialized handling and great care. Here, we present a novel method to record EEG in neonatal rat pups (P8-P15). We designed a simple and reliable electrode using computer pin loci; it can be easily implanted into the skull of a rat pup to record high-quality EEG signals in the normal and epileptic brain. Pups were given an intraperitoneal (i.p.) injection of the neurotoxin kainic acid (KA) to induce epileptic seizures. The surgical implantation performed in this procedure is less expensive than other EEG procedures for neonates. This method allows one to record high-quality and stable EEG signals for more than 1 week. Furthermore, this procedure can also be applied to adult rats and mice to study epilepsy or other neurological disorders.

Here, we introduce a novel technique designed to record electroencephalography (EEG) in freely moving neonatal epileptic pups and describe its procedures, features, and applications. This method allows one to record EEG for more than 1 week.

تسجيل إيغ في التحرك بحرية الفئران حديثي الولادة باستخدام طريقة رواية

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable because of the plunger-spring-barrel structural facet and mechanical strengths resulting from metal materials. The whole process for acquiring the VEP responses in vivo from a mouse consists of four steps: (1) sensor assembly, (2) animal preparation, (3) VEP measurement, and (4) signal processing. This paper presents representative measurements of VEP responses from multiple mice with a submicro-voltage signal resolution and sub-hundred millisecond temporal resolution. Although the proposed method is safer and more convenient compared to other previously reported animal EEG acquiring methods, there are remaining issues including how to enhance the signal-to-noise ratio and how to apply this technique with freely moving animals. The proposed method utilizes easily available resources and shows a repetitive VEP response with a satisfactory signal quality. Therefore, this method could be utilized for longitudinal experimental studies and reliable translational research exploiting non-invasive paradigms.

We designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable. This paper describes the whole process from manufacturing the proposed EEG electrode to signal processing of visual evoked potential (VEP) signals measured on a mouse scalp using a dry non-invasive multi-channel EEG sensor.

تسجيلات المحتملة مقولة البصرية في الفئران باستخدام الجاف غير الغازية متعدد القنوات فروة الرأس الاستشعار EEG

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls body functions and internal organ rhythms when animals are exposed to emotional challenges and changes in their living environments. In general experiments, signals from different organs, such as the brain and the heart, are recorded by independent recording systems that require multiple recording devices and different procedures for processing the data files. This study describes a new method that can simultaneously monitor electrical biosignals, including tens of local field potentials in multiple brain regions, electrocardiograms that represent the cardiac rhythm, electromyograms that represent awake/sleep-related muscle contraction, and breathing signals, in a freely moving rat. The recording configuration of this method is based on a conventional micro-drive array for cortical local field potential recordings in which tens of electrodes are accommodated, and the signals obtained from these electrodes are integrated into a single electrical board mounted on the animal's head. Here, this recording system was improved so that signals from the peripheral organs are also transferred to an electrical interface board. In a single surgery, electrodes are first separately implanted into the appropriate body parts and the target brain areas. The open ends of all of these electrodes are then soldered to individual channels of the electrical board above the animal's head so that all of the signals can be integrated into the single electrical board. Connecting this board to a recording device allows for the collection of all of the signals into a single device, which reduces experimental costs and simplifies data processing, because all data can be handled in the same data file. This technique will aid the understanding of the neurophysiological correlates of the associations between central and peripheral organs.

This study introduces a method for the simultaneous recording of local field potentials in the brain, electrocardiograms, electromyograms, and breathing signals of a freely moving rat. This technique, which reduces experimental costs and simplifies data analysis, will contribute to the understanding of the interactions between the brain and peripheral organs.

التسجيلات المتزامنة الإمكانات الميدانية المحلية القشرية، ورسم القلب، اليكتروميوجرام وإيقاع من الفئران تتحرك بحرية في التنفس

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls ...

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel telemetric electroencephalography system in combination with standard self-adhesive hydrogel electrodes. The piglets are calmed down without the use of sedatives. After their release into the pigpen, the piglets behave normally&#8212;they drink and sleep in the same cycle as their siblings. Their sleep phases are used for the EEG recordings.

Here, we present a protocol to record telemetric electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen without the use of a sedative, making it possible to record typical EEG patterns during non-REM sleep, like spindle bursts.

تسجيلات التخطيط الدماغي موسع من الانتقال بحرية الخنازير

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

Microdialysis of Excitatory Amino Acids During EEG Recordings in Freely Moving Rats

Microdialysis is a well-established neuroscience technique that correlates the changes of neurologically active substances diffusing into the brain interstitial space with the behavior and/or with the specific outcome of a pathology (e.g., seizures for epilepsy). When studying epilepsy, the microdialysis technique is often combined with short-term or even long-term video-electroencephalography (EEG) monitoring to assess spontaneous seizure frequency, severity, progression and clustering. The combined microdialysis-EEG is based on the use of several methods and instruments. Here, we performed in vivo microdialysis and continuous video-EEG recording to monitor glutamate and aspartate outflow over time, in different phases of the natural history of epilepsy in a rat model. This combined approach allows the pairing of changes in the neurotransmitter release with specific stages of the disease development and progression. The amino acid concentration in the dialysate was determined by liquid chromatography. Here, we describe the methods and outline the principal precautionary measures one should take during in vivo microdialysis-EEG, with particular attention to the stereotaxic surgery, basal and high potassium stimulation during microdialysis, depth electrode EEG recording and high-performance liquid chromatography analysis of aspartate and glutamate in the dialysate. This approach may be adapted to test a variety of drug or disease induced changes of the physiological concentrations of aspartate and glutamate in the brain. Depending on the availability of an appropriate analytical assay, it may be further used to test different soluble molecules when employing EEG recording at the same time.

Here, we describe a method for in vivo microdialysis to analyze aspartate and glutamate release in the ventral hippocampus of epileptic and non-epileptic rats, in combination with EEG recordings. Extracellular concentrations of aspartate and glutamate may be correlated with the different phases of the disease.

ميكرودياليسيس أحماض الأمينية ضادات خلال تسجيلات التخطيط الدماغي في الانتقال بحرية الفئران

Microdialysis is a well-established neuroscience technique that correlates the changes of neurologically active substances diffusing into the brain ...

Hybrid Microdrive System with Recoverable Opto-Silicon Probe and Tetrode for Dual-Site High Density Recording in Freely Moving Mice

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, conventional microdrive designs often only allow use of one type of electrode to record from single or multiple regions, limiting the yield of single-unit or depth profile recordings. It also often limits the ability to combine electrode recordings with optogenetic tools to target pathway and/or cell type specific activity. Presented here is a hybrid microdrive array for freely moving mice to optimize yield and a description of its fabrication and reuse of the microdrive array. The current design employs nine tetrodes and one opto-silicon probe implanted in two different brain areas simultaneously in freely moving mice. The tetrodes and the opto-silicon probe are independently adjustable along the dorsoventral axis in the brain to maximize the yield of unit and oscillatory activities. This microdrive array also incorporates a set-up for light, mediating optogenetic manipulation to investigate the regional- or cell type-specific responses and functions of long-range neural circuits. In addition, the opto-silicon probe can be safely recovered and reused after each experiment. Because the microdrive array consists of 3D-printed parts, the design of microdrives can be easily modified to accommodate various settings. First described is the design of the microdrive array and how to attach the optical fiber to a silicon probe for optogenetics experiments, followed by fabrication of the tetrode bundle and implantation of the array into a mouse brain. The recording of local field potentials and unit spiking combined with optogenetic stimulation also demonstrate feasibility of the microdrive array system in freely moving mice.

This protocol describes the construction of a hybrid microdrive array that allows implantation of nine independently adjustable tetrodes and one adjustable opto-silicon probe in two brain regions in freely moving mice. Also demonstrated is a method for safely recovering and reusing the opto-silicon probe for multiple purposes.

نظام Microdrive الهجين مع مسبار أوبتو السيليكون القابل ة للاسترداد وTetrode لتسجيل الكثافة العالية في الموقع المزدوج في الفئران المتحركة بحرية

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, ...

Intracerebroventricular Delivery of Gut-Derived Microbial Metabolites in Freely Moving Mice

The impact of gut microbiota and their metabolites on host physiology and behavior has been extensively investigated in this decade. Numerous studies have revealed that gut microbiota-derived metabolites modulate brain-mediated physiological functions through intricate gut-brain pathways in the host. Short-chain fatty acids (SCFAs) are the major bacteria-derived metabolites produced during dietary fiber fermentation by the gut microbiome. Secreted SCFAs from the gut can act at multiple sites in the periphery, affecting the immune, endocrine, and neural responses due to the vast distribution of SCFAs receptors. Therefore, it is challenging to differentiate the central and peripheral effects of SCFAs through oral and intraperitoneal administration of SCFAs. This paper presents a video-based method to interrogate the functional role of SCFAs in the brain via a guide cannula in freely moving mice. The amount and type of SCFAs in the brain can be adjusted by controlling the infusion volume and rate. This method can provide scientists with a way to appreciate the role of gut-derived metabolites in the brain.

Gut-derived microbial metabolites have multifaceted effects leading to complex behavior in animals. We aim to provide a step-by-step method to delineate the effects of gut-derived microbial metabolites in the brain via intracerebroventricular delivery via a guide cannula.

التسليم داخل البطين للمستقلبات الميكروبية المشتقة من الأمعاء في الفئران التي تتحرك بحرية

The impact of gut microbiota and their metabolites on host physiology and behavior has been extensively investigated in this decade. Numerous studies have ...

التسجيل الكهربي خارج الخلية في القشرة الحركية للفئران

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by correlating the electrophysiological signals with spontaneous and/or specific behavior. This technique represents a valuable tool in studying the neuronal network activity underlying these behaviors. The article provides a detailed and complete procedure for electrode implantation and consequent extracellular recording in free-moving conscious mice. The study includes a detailed method for implanting the microelectrode arrays, capturing the LFP and neuronal spiking signals in the motor cortex (MC) using a multichannel system, and the subsequent offline data analysis. The advantage of multichannel recording in conscious animals is that a greater number of spiking neurons and neuronal subtypes can be obtained and compared, which allows the evaluation of the relationship between a specific behavior and the associated electrophysiological signals. Notably, the multichannel extracellular recording technique and the data analysis procedure described in the present study can be applied to other brain areas when conducting experiments in behaving mice.

تسليط الضوء على المؤلف: التطورات في التسجيل خارج الخلية متعدد القنوات لدراسة النشاط العصبي في الفئران التي تتحرك بحرية 

The protocol describes the methodology of extracellular recording in the motor cortex (MC) to reveal extracellular electrophysiological properties in freely moving conscious mice, as well as the data analysis of local field potentials (LFPs) and spikes, which is useful for evaluating the network neural activity underlying behaviors of interest.

تسجيل متعدد القنوات خارج الخلية في الفئران المتحركة بحرية

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by ...