وقد تم تمويل هذا العمل من خلال المعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية R43 / R44 NS064661.

<ol>
	<li>Boylan, G. B., Stevenson, N. J., Vanhatalo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+neonatal+seizures.">Monitoring neonatal seizures.</a> Semin. Fetal Neonatal Med. 18 (4), 208-208 (2013).</li><li>Panzica, F., Varotto, G., Rotondi, F., Spreafico, R., Franceschetti, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+the+Epileptogenic+Zone+from+Stereo-EEG+Signals:+A+Connectivity-Graph+Theory+Approach.">Identification of the Epileptogenic Zone from Stereo-EEG Signals: A Connectivity-Graph Theory Approach.</a> Front Neurol. 6 (4), 175 (2013).</li><li>Arciniegas, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+electrophysiologic+assessments+and+mild+traumatic+brain+injury:+state-of-the-science+and+implications+for+clinical+practice.">Clinical electrophysiologic assessments and mild traumatic brain injury: state-of-the-science and implications for clinical practice.</a> Int J Psychophysiol. 82 (1), 41-52 (2011).</li><li>Mizrahi, E. M., Kellaway, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+concussion+in+children:+assessment+of+injury+by+electroencephalography.">Cerebral concussion in children: assessment of injury by electroencephalography.</a> Pediatrics. 73 (4), 419-425 (1984).</li><li>Pisarenco, I., Caporro, M., Prosperetti, C., Manconi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-density+electroencephalography+as+an+innovative+tool+to+explore+sleep+physiology+and+sleep+related+disorders.">High-density electroencephalography as an innovative tool to explore sleep physiology and sleep related disorders.</a> Int J Psychophysiol. S0167-8760 (14), 3-8 (2014).</li><li>Konadhode, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulation+of+MCH+neurons+increases+sleep.">Stimulation of MCH neurons increases sleep.</a> J. Neurosci. 33 (25), 10257-10263 (2013).</li><li>Bertram, E. H., Williamson, J. M., Cornett, J. F., Spradlin, S., Chen, Z. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+construction+of+a+long-term+continuous+video-EEG+monitoring+unit+for+simultaneous+recording+of+multiple+small+animals.">Design and construction of a long-term continuous video-EEG monitoring unit for simultaneous recording of multiple small animals.</a> Brain Res. Protoc. 1-2 (1), 85-97 (1997).</li><li>Stables, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapy+discovery+for+pharmacoresistant+epilepsy+and+for+disease-modifying+therapeutics:+Summary+of+the+NIH/NINDS/AES+Models+II+Workshop.">Therapy discovery for pharmacoresistant epilepsy and for disease-modifying therapeutics: Summary of the NIH/NINDS/AES Models II Workshop.</a> Epilepsia. 44 (12), 1472-1478 (2003).</li><li>White, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+unsupervised+algorithms+for+the+detection+of+seizures+in+continuous+EEG+recordings+from+rats+after+brain+injury.">Efficient unsupervised algorithms for the detection of seizures in continuous EEG recordings from rats after brain injury.</a> J. Neurosci. Methods. 152 (1-2), 255-266 (2006).</li><li>Bertram, E. H., Cornett, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ontogeny+of+seizures+in+a+rat+model+of+limbic+epilepsy:+evidence+for+a+kindling+process+in+the+development+of+chronic+spontaneous+seizures.">The ontogeny of seizures in a rat model of limbic epilepsy: evidence for a kindling process in the development of chronic spontaneous seizures.</a> Brain Res. 625 (2), 295-300 (1993).</li><li>Bertram, E. H., Cornett, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+a+rat+model+of+chronic+spontaneous+limbic+seizures.">The evolution of a rat model of chronic spontaneous limbic seizures.</a> Brain Res. 661 (1-2), 157-162 (1994).</li><li>Williams, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+spontaneous+recurrent+seizures+after+kainate-induced+status+epilepticus.">Development of spontaneous recurrent seizures after kainate-induced status epilepticus.</a> J. Neurosci. 29 (7), 2103-2112 (2009).</li><li>Kadam, S. D., White, A. M., Staley, K. J., Dudek, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+electroencephalographic+monitoring+with+radio-telemetry+in+a+rat+model+of+perinatal+hypoxia-ischemia+reveals+progressive+post-stroke+epilepsy.">Continuous electroencephalographic monitoring with radio-telemetry in a rat model of perinatal hypoxia-ischemia reveals progressive post-stroke epilepsy.</a> J. Neurosci. 30 (1), 404-415 (2010).</li><li>Galanopoulou, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+mechanisms+of+catastrophic+epilepsy+--+overview+from+animal+models.">Basic mechanisms of catastrophic epilepsy -- overview from animal models.</a> Brain Dev. 35 (8), 748-756 (2013).</li><li>Lerche, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+channels+in+genetic+and+acquired+forms+of+epilepsy.">Ion channels in genetic and acquired forms of epilepsy.</a> J Physiol. 591 (Pt 4), 753-764 (2013).</li><li>Rossignol, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=WONOEP+appraisal:+new+genetic+approaches+to+study+epilepsy).">WONOEP appraisal: new genetic approaches to study epilepsy).</a> Epilepsia. 55 (8), 1170-1186 (2014).</li><li>Westmark, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversal+of+fragile+X+phenotypes+by+manipulation+of+A&#946;PP/A&#946;+levels+in+Fmr1KO+mice.">Reversal of fragile X phenotypes by manipulation of A&#946;PP/A&#946; levels in Fmr1KO mice.</a> PLoS One. 6 (10), e26549 (2011).</li><li>Sukhotinsky, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optogenetic+delay+of+status+epilepticus+onset+in+an+in+vivo+rodent+epilepsy+model.">Optogenetic delay of status epilepticus onset in an in vivo rodent epilepsy model.</a> PLoS One. 8 (4), e62013 (2013).</li><li>Krook-Magnuson, E., Armstrong, C., Oijala, M., Soltesz, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-demand+optogenetic+control+of+spontaneous+seizures+in+temporal+lobe+epilepsy.">On-demand optogenetic control of spontaneous seizures in temporal lobe epilepsy.</a> Nat Commun. 4, 1376 (2013).</li><li>Paz, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Closed-loop+optogenetic+control+of+thalamus+as+a+tool+for+interrupting+seizures+after+cortical+injury.">Closed-loop optogenetic control of thalamus as a tool for interrupting seizures after cortical injury.</a> Nat Neurosci. 16 (1), 64-70 (2013).</li><li>Monod, N., Pajot, N., Guidasci, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neonatal+EEG:+statistical+studies+and+prognostic+value+in+full-term+and+pre-term+babies.">The neonatal EEG: statistical studies and prognostic value in full-term and pre-term babies.</a> Electroecephalogr Clin Neurophysiol. 32 (5), 529-544 (1972).</li><li>Deshpande, L. S., Carter, D. S., Blair, R. E., DeLorenzo, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+Prolonged+Calcium+Plateau+in+Hippocampal+Neurons+in+Rats+surviving+Status+Epilepticus+Induced+by+the+Organophosphate+Diisopropylfluorophosphate.">Development of a Prolonged Calcium Plateau in Hippocampal Neurons in Rats surviving Status Epilepticus Induced by the Organophosphate Diisopropylfluorophosphate.</a> Toxicol Sci. 116 (2), 623-631 (2010).</li><li>Todorovic, M. S., Cowan, M. L., Balint, C. A., Sun, C., Kapur, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+status+epilepticus+induced+by+two+organophosphates+in+rats.">Characterization of status epilepticus induced by two organophosphates in rats.</a> Epilpsy Res. 101 (3), 268-276 (2012).</li><li>Lehmkuhle, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+quantitative+method+for+analyzing+electrographic+status+epilepticus+in+rats.">A simple quantitative method for analyzing electrographic status epilepticus in rats.</a> J. Neurophysiol. 101 (3), 1660-1670 (2009).</li><li>Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Fisher, J. H., Ekstrand, J. J., Dudek, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+EEG+in+immature+rats+with+a+novel+miniature+telemetry+system.">Recording EEG in immature rats with a novel miniature telemetry system.</a> J. Neurophysiol. 109 (3), 900-911 (2013).</li><li>Pouliot, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+electrographic+analysis+of+the+effect+of+sec-butyl-propylacetamide+on+pharmacoresistant+status+epilepticus.">A comparative electrographic analysis of the effect of sec-butyl-propylacetamide on pharmacoresistant status epilepticus.</a> Neuroscience. 12 (231), 145-156 (2012).</li><li>Levine, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anoxic-ischemic+encephalopathy+in+rats.">Anoxic-ischemic encephalopathy in rats.</a> Am J Pathol. 36, 1-17 (1960).</li><li>Vannucci, R. C., Vaccucci, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+perinatal+hypoxic-ischemic+brain+damage.">A model of perinatal hypoxic-ischemic brain damage.</a> Ann N Y Acad Sci. 835, 234-249 (1997).</li><li>Paxinos, G., Franklin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2012).</li><li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2013).</li><li>Bolkvadze, T., Pitkanen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+post-traumatic+epilepsy+after+controlled+cortical+impact+and+lateral+fluid-percussion-induced+brain+injury+in+the+mouse.">Development of post-traumatic epilepsy after controlled cortical impact and lateral fluid-percussion-induced brain injury in the mouse.</a> J. Neurotrauma. 29 (5), 789-812 (2012).</li></ol>

د. Lehmkuhle ودوديك لديهم مصلحة مالية في Epitel، وشركة والمصممين من نظام تسجيل biopotential اللاسلكية عصر.

يمكن أن يكون مكلفا جدا لجعل التسجيلات electrographic على المدى الطويل في نماذج الحيوانات الصغيرة من المرض. من خلال الاعتماد على الدوائر الكهربائية البسيطة والتركيز على الاستهلاك المنخفض للطاقة، وكنا قادرين على إنشاء نظام الارسال (الشكلان 1 و 2) أن يقلل من تكلفة التجارب رصد طويل الأجل. التكلفة الإجمالية للتجربة الرصد 6 أشهر يمكن أن تكون منخفضة مثل 470 $، بالإضافة إلى تكاليف الحيوان (~ $ 1،5 الحيوان البدل اليومي، 200 $ مرسل). صغر حجم الارسال يسمح التسجيلات electrographic دون انقطاع مستمر في الحيوانات الصغيرة، ونماذج ما قبل السريرية من الأمراض التي تصيب البشر، والتي يصعب جدا الحصول عليها مع أنظمة محاسبة اللاسلكية القائمة على الترددات الراديوية-المربوطة أو (الشكل 4). وأخيرا، فإن طبيعة محمولة على جمجمة الارسال يقلل من الوقت لعملية جراحية والإجهاد على الحيوان التي يمكن أن تعرض على خلاف ذلك تجربة. هنا، وتبين لنا إثبات صحة المبدأ التجارب من ثلاثة فرقنماذج تجريبية erent من المضبوطات: فترة ما حول الولادة نقص الأكسجة نقص التروية 13، 27، 28 في الجرو الفئران (الشكل 4)، صرعية DFP التي يسببها الوضع (الشكل 5) والمضبوطات في نموذج الناجم عن وراثيا من التشوهات الوعائية الغائرة (الشكل 6). ربما الجانب الأكثر أهمية للحصول على تسجيلات electrographic خالية من القطع الأثرية، على المدى الطويل هو للتحقق من الوصول القطب غير مطروقة في المنطقة القشرية من الفائدة (الشكل 4-6). ويشمل هذا المشترك القطب المرجع / الأرض. بالغ الأهمية هو ربط جهاز الإرسال إلى الجمجمة لتطبيقات EEG فوق الجافية. خلال هذه العملية، فمن الممكن عن غير قصد معطف غيض من الأقطاب الكهربائية مع cyanoacrylate نظرا لطول مدة قصيرة جدا من الأقطاب الكهربائية. يمكن طلاء كهربائي في cyanoacrylate تخفيف من إشارات EEG أو كليا عزلهم في سيناريو أسوأ الحالات. وبالمثل، عدم وجود حسن الكهربائية الاتصال بإلى صف نزلات إشارة / أرض ودماغ الحيوان سيمنع العملية الصحيحة من مكبر للصوت التفاضلية في الارسال، مما أدى إلى كهربائيا &quot;صاخبة&quot; إخراج إشارة. في كثير من الأحيان، وبعد الجراحة، وإشارات ذات نوعية جيدة يمكن أن يتعرض للخطر لمدة تصل إلى 48 ساعة بسبب الوذمة المحيطة الثقوب لدغ في الجمجمة. كما تخف حدة ذمة، وإشارات تحسن بشكل عام. ويمكن تجنب ذلك عن طريق وضع أقطاب كهربائية على سطح الجمجمة دون إحداث ثقوب لدغ. وزاد من عواقب هذه العملية يمكن أن معطف الأقطاب مع cyanoacrylate، قلة النشاط عالية التردد بسبب تمرير منخفض الخصائص الكهربائية من عظم الجمجمة، والقدرة على عزل كهربائيا مشترك يجعل الضوضاء إشارة / أرض في الإشارات. ويمكن أن يتم ممارسة موضع الصحيح من الأقطاب الكهربائية مع قطعة رقيقة من الخشب أو القشرة الذي يحاكي سمك الماوس أو الفئران الجمجمة. النتائج المقدمة في هذه المخطوطة توضح غنى عنهعنه lity من التسجيلات التي يمكن الحصول عليها باستخدام تقنية القياس عن بعد لاسلكية. زرع جراحيا باستخدام الطريقة الموصوفة هنا يمكن أن تأخذ اقل من 10 دقيقة، اعتمادا على تعقيد عملية جراحية. للوصول جراحية لهياكل الدماغ العميقة، مثل المنطقة CA1 من الحصين، فمن الأفضل أن نعلق جهاز الإرسال إلى micromanipulator شنت على الإطار التجسيمي. سوف micromanipulator توفر الجراح مع الدقة لزرع جهاز الإرسال وفقا لإحداثيات التجسيمي نشرت في الأطلس من الفأرة 29 و 30 الفئران العقول. ويمكن القيام بذلك ببساطة عن طريق تغير اتجاهها قطعة من تحت الجلد أنابيب الإبرة إلى الارسال مع cyanoacrylate ثم تركيب إبرة تحت الجلد في micromanipulator. سوف تحكم Micromanipulator من X، Y، Z والإحداثيات توفير الاستقرار إضافية عند تركيب جهاز الإرسال إلى الجمجمة قبل خياطة إغلاق الجلد. إضافة مسامير العظام في جميع أنحاء المؤسسة العامةrimeter من الارسال يمكن أن تساعد في ترسيخ الارسال في الجمجمة، على الرغم من أنها ليست ضرورية. مسامير العظام يمكن أن تكون فعالة، ومع ذلك، في نماذج حيوانية معينة من التشنج والصرع، مثل الفئران الكبار تعامل الليثيوم بيلوكاربين. هذه الحيوانات تميل إلى أن تكون نوبات تشنج عفوية مع النشاط الحركي الشديد الذي قد يؤدي إلى تلف جهاز الإرسال أثناء النوبة. ويمكن إضافة تعقيد إضافي لهذه التجارب. على سبيل المثال، وجهاز الإرسال متوافق مع نماذج عديدة ومختلفة من إصابات في الدماغ، مثل تأثير القشرية التي تسيطر عليها 31. تم اختبار متانة الجهاز الارسال من خلال زرع الحيوانات مع أجهزة الإرسال في P7، ثم يضمهما في منشأة الحيوان. بعد 12 شهرا، أكثر من يزرع بقيت على حالها على الجمجمة. عندما الموت الرحيم كانت الحيوانات، ظهرت جماجم أن تكون طبيعية وجزءا لا يتجزأ من الارسال في عظم الجمجمة، والتي تتطلب قوة كبيرة لاستخراجه. أخذ الحيطة والحذر عند هياكل الدماغ العميقة<html> هي درس؛ مع نمو المخ، وتبقى الأقطاب ثابتة، ومن المتوقع أن تغيير الموقف النهائي من الأقطاب الكهربائية. لالأساليب المذكورة هنا، والأقطاب عادة وضع فوق الجافية، والذي سمح كل من الدماغ والجمجمة لتنمو وللأقطاب البقاء في مواقعها الأصلية. العامل المحدد في متى يمكن استخدام جهاز الإرسال هو حجم البطارية (أي حتى نفاد البطارية). تصميم متجانسة بذاتها (أي هو جزء لا يتجزأ من الارسال في الايبوكسي الصلب) السكن الارسال يفسح المجال للاستخدام مع الجراء غير ناضجة يضم مع السد وتتزاحم بهم. في كثير من الأحيان، وشارك في السكن الحيوانات مع نتائج الحبال السلكية مزروع في تدمير الجهاز المزروع أو الإبدال من الجراء من السد. شكل سلس الجدران من الارسال يسمح لزرع مع عمليا أي فشل في الأجهزة أو فقدان الجراء بسبب الإبدال. ق ق = &quot;jove_content&quot;&gt; مخطط انتقال إلى جانب بالسعة منخفضة الطاقة في هذا النظام يفسح المجال تماما للاستخدام في العديد من السيناريوهات التجريبية المختلفة مثل وضع في حاضنة التحكم في درجة حرارته أو حتى للاستخدام مع الأجهزة التجريبية، مثل غرف تخطيط التحجم. وبالمثل، فإن شكل هوائي الاستقبال يمكن التلاعب بها لتناسب في العديد من البيئات السلوكية المختلفة، مثل ارتفاع مجموعة T-maze.The من الارسال هو يجب سوى بضع بوصات مثل جهاز الإرسال يكون قادرا على &quot;محرك&quot; (زوجين بالسعة ل) هوائي الاستقبال وتعتمد على الحيوان ليكون مقرها في حبس القوارض معيار أو قفص مناسب من مساحة هوائي الاستقبال تغطيتها. يعمل جهاز الإرسال كما قطب واحد من حقل كهربائي في حين أن جسم الحيوان بمثابة قطب آخر. الميدان هو من هذا القبيل أن بعض التوجهات، مثل 90 درجة الخروج من مرحلة مع هوائي الاستقبال، سوف تفشل لدفع هوائي الاستقبال مما أدى إلى &quot;الانقطاع&quot;. هذا هو أمر نادر الحدوث إلى حد ما. والعمل في المستقبل مع هذه التكنولوجيا تسمح بالتسجيل من الحيوانات متعددة في نفس القفص الذي سيقلل تكاليف الإقامة والسماح للتفاعل الاجتماعي. سوف تطورات أخرى تشمل زيادة عدد القنوات بما في ذلك درجة الحرارة، وكهربية. التصميم الحالي للجهاز يوفر عرض النطاق الترددي الذي هو الأمثل لإعادة ترميز العصابات EEG الكلاسيكية، وهي ليست مناسبة لتسجيل التموجات السريعة أو اهتزازات عالية التردد. في المستقبل، فإن الجهاز يمكن تعديلها لتسجل مكونات عالية التردد للإشارة، ولكن على حساب عمر البطارية. وأنواع مختلفة من محولات تشمل ضغط الدم والضغط الحجم، وحتى بناء على ترتيب الإرسال الكهربائي إلى الأبعاد المحددة من قبل المستخدم وفقا لإحداثيات المجسم للهياكل الدماغ المطلوب.

أقدم - والتي لا تزال الأكثر استخداما على نطاق واسع - تقنية لتسجيل biopotentials في الدماغ هو الكهربائي (EEG). يتم استخدامه سريريا لشذوذات عصبية، بما في ذلك الكشف الاستيلاء 1، توطين الاستيلاء بؤر 2، وتشخيص ارتجاج 3،4. كما انها تستخدم على نطاق واسع هذه التقنية لتوفير المعلومات الأساسية حول آليات النوم وتشخيص اضطرابات النوم 5،6. كما هو الحال في التشخيص السريري للالصرع، أصبح EEG لا غنى عنه للبحوث متعدية في النماذج الحيوانية على حد سواء الصرع الوراثي والمكتسب. في التطبيقات البحثية الحالية &quot;السلكية&quot; أو تسجيلات &quot;المربوطة&quot; هي المعيار، وتمارس بشكل روتيني في القوارض الكبار لعدة أسابيع في وقت 7. ومع ذلك، الضجيج الكهربائي، والتحف الحركة، والمخاطر التي المربوطة الحيوانات وتجرح نفسها عن طريق سحب على الكابل يكون ل compr طويلةomised هذه التجارب. وبالتالي، من أجل تحسين شروط ومعدلات النجاح التجريبية، نحن بحاجة إلى تطوير تقنيات جديدة من شأنها أن تسمح للقضاء على واجهة السلكية بين الحيوان والأجهزة. المنطقة الأكثر وضوحا للتنمية هو تصميم وتنفيذ نظم القياس الذي يسمح للتسجيلات عالية الجودة، مع الحفاظ على حياة مفيدة طويلة وتقليل الانزعاج للمواد الدراسية الحيوان. سوف يقلل من الحجم الفعلي لهذه الأجهزة تمكين الأبحاث المترجمة في نماذج القوارض حديثي الولادة والأحداث من الاضطرابات العصبية. ويعمل انخفاض تسجيلات EEG قناة العد في الفئران نطاق واسع لتطوير علاجات جديدة لقمع نوبات الصرع قادرة على ترجمة للبشر. تسجيلات من مواقع واحدة أو أكثر لفترة طويلة تفتح العديد من الفرص لاستخدام نماذج القوارض من الصرع في الأبحاث المترجمة. تهدف الكثير من البحوث المعاصرة في هذا المجال لمنع وقوع seiz المزمنةures أو تطوير الصرع (أي epileptogenesis)، ومثل هذه الجهود البحثية تتطلب واسعة النطاق إذا رصد EEG لا المستمر لفحص فعالية العلاج المقترح 8؛ فإن وبسيطة، ونظام القياس عن بعد صغير مع واحد أو اثنين أو أربع قنوات تعمل بين ،1-100 هرتز لكل قناة تروج بقوة هذا النوع من الأبحاث المترجمة. وغالبا ما تحدث النوبات Electrographic مع السلوكيات الحد الأدنى (بالتأكيد دون تشنجات)، الأمر الذي يحد من فائدة المقايسات بناء على المضبوطات السلوكية. استراتيجية الجمع بين تسجيل EEG ورصد الفيديو في وقت واحد يسمح لأحد إمكانية التقاط كل نوبة. وعلاوة على ذلك، هذه الأساليب التحليلية قد تسمح التقييم الكمي من المسامير النشبات التي تحدث في المخ الصرع بين &quot;نشبي&quot; (أو الاستيلاء عليها) أحداث 9. وعلاوة على ذلك، فإن القدرة على الحصول مستمرة عالية الجودة منخفضة قطعة أثرية EEG التسجيلات، التي التكنولوجيا اللاسلكية بشكل عاممتفوقة، سيسمح لتطوير استخدام الخوارزميات القائم على الحاسوب لدراسة الموجات محددة EEG (على سبيل المثال، ثيتا، جاما)، وكذلك الكشف التلقائي من المضبوطات، والحد بشكل كبير من عبء العمل المجرب. نموذج ما قبل السريرية الأولية لدراسة الصرع المزمن بعد اصابة في الدماغ هو فأر بالغ أو الماوس، إما من خلال-الاختلاج الكيماوي (أي حمض الكايينيك أو بيلوكاربين) أو المحرضة كهربائيا حالة صرعية (SE)، والتي تبعتها الصرع المزمن. في ظل هذه الظروف، لا يمكن للتشنجات شديدة مرتبطة SE أو النوبات اللاحقة في الحيوانات الصرع يؤدي إلى إصابة من تمزق حيوان أو سحب على حبل وتخفيف الخناق التي تحافظ على مرفق من مترسة الرأس. في نهاية المطاف، هذا هو المشكلة التي تنتهي عادة هذه التجارب، وبعد الحاجة للحصول على سجلات EEG عالية الدقة على المدى الطويل للتجارب تهدف إلى تطوير علاجات جديدة للأمراض المزمنةالصرع هو الهدف الأسمى. بالإضافة إلى ذلك، والإسكان، ورصد وتحليل البيانات من الحيوانات على المدى الطويل زرعها هو استثمار كبير في كل من التكاليف المباشرة والوقت محقق. لذلك، من السابق لأوانه إنهاء التجربة يمكن أن يؤدي إلى تكاليف كبيرة للباحثين. وهذه النماذج من التقدم الصرع والنوبات عادة تصبح أكثر تواترا وأشد 10-12، مما يزيد من احتمال أن الحيوانات والجرحى، كما فائدتها لتطوير علاجات جديدة يصبح أعظم. ويمكن لهذه الحيوانات تتطور بشكل روتيني العشرات من نوبات تشنج يوميا، والتي تحدث في مجموعات 13 في كثير من الأحيان. ربما كان واحدا من أهم التطورات في مجال العلوم الطبية الحيوية استخدام استهداف الجينات في نماذج الماوس. وقد سمح هذا النهج، وسوف تستمر في السماح، وتطوير نماذج حيوانية من الصرع الوراثي التي تتكاثر المتلازمات الإنسان الفعلية 14-16. ويمكن إجراء التلاعب الجيني كماإثبات صحة المبدأ العلاجات لقمع نوبات الصرع أو حتى منع تطور مرض الصرع بعد إصابات الدماغ 17-20. وهذا النوع من البحوث تستفيد بشكل كبير من القدرة على أداء عالية الإنتاجية التسجيل المتواصل من EEG. في الوقت الحاضر، فمن الممكن أن يسجل من الفئران مع أي أنظمة المربوطة أو القياس. ومع ذلك، فإن التحديات للحصول على جودة عالية، والتسجيلات خالية من القطع الأثرية هي إلى حد كبير أكثر صعوبة من الفئران، وغالبا ما يتطلب ذلك أشكال مختلفة من الظهر أن الفئران تحاول باستمرار لإزالة. الإجهاد يمكن أن تزيد شدة النوبة، وتواتر و / أو المدة، وبالتالي فإنها تعديل في نهاية المطاف الصرع من حيوانات التجارب، مما يفند الدراسة. وهناك، وخفيفة الوزن، وانخفاض المستوى نظام القياس عن بعد مصغرة صغيرة تسهيل تسجيل طويل الأجل EEG من نماذج الماوس الوراثية من الأمراض التي تصيب البشر. بالإضافة إلى المشاكل المذكورة أعلاه، تسجيل EEG في نموذج القوارض غير ناضجةالصورة من المرض لديه مجموعة فريدة من نوعها من التحديات. يمكن للحيوانات غير ناضجة تزن اقل من 6 ز (P8 الماوس) إلى 17 غرام (الفئران P6). يكاد يكون من المستحيل لجعل المسلسل عدة أيام تسجيلات EEG المربوطة بسبب زيادة الضغط من حبل وعدم السماح للتربية الطبيعية من الجرو بسبب السد. حتى مفطوم الحيوانات، ويجب أن تظل في رعاية السد. السد هو عرضة للتدمير أي التجمع موصل تخريجها على الجرو، إنهاء الجرو، وفي بعض الحالات إنهاء القمامة بأكملها. وعلاوة على ذلك، والقوارض الجمجمة غير ناضجة يجعل من الصعب تحميل أي رمى الكهربائي في الجمجمة مع السلامة الميكانيكية. هذه التحديات، فريدة من نوعها لالقوارض غير ناضجة، تتطلب حلا جديدا لجعل التسجيلات electrographic قوي وطويل الأجل. نحن هنا التركيز على إظهار غرس وتسجيل EEG باستخدام جهاز ارسال لاسلكي مصغر رواية والحاضر ثلاثة إثبات صحة المبدأ التجارب كأمثلة لاستخدام مصغرة نظام القياس عن بعد لاسلكي: 1) ايمناضجة الفئران نموذج الجرو من نقص الأكسجة نقص التروية، 2) الفئران البالغة تعامل مع DFP للحث على صرعية حالة والمضبوطات عفوية لاحقة، و3) نموذج الجيني للتشوهات الأوعية الدموية الغائرة التي تسفر عن ضبط والموت في فئران بالغة. تم تصميم نظام القياس عن بعد لاسلكية مصغرة لتلبية أربعة شروط رئيسية هي: (1) زرع الجراحية الغازية الحد الأدنى؛ (2) التوافق على المساكن من الجراء القوارض مع السد وتتزاحم؛ (3) انخفاض استهلاك الطاقة للوحدة، وبالتالي السماح لعدة أشهر من المراقبة المستمرة دون جراحة إعادة الزرع؛ و (4) القدرة على تسجيل الطول الموجي EEG عالية الجودة مع الحد الأدنى من القطع الأثرية الحركة. الارسال اللاسلكي يزن &lt;0.6، 2.3، و 4 G و هو &lt;0.3، 0.8، و 1.4 سم 3 اعتمادا على البطارية مع بصمة من 5 × 7، 7 × 9 أو 7 × 12 ملم الذي يتصاعد بسهولة في الجمجمة الحيوان مع هلام cyanoacrylate. هناك حاجة إلى أي المراسي المسمار العظام لتركيب الجهاز بشكل آمن لالجمجمة، مما يقلل من عدد من الثقوب التي تحتاج إلى حفر في الجمجمة والوقت الجراحة. الجهاز قادر على تضخيم قناتين من EEG أو امكانات الحقل المحلية من هياكل الدماغ العميقة، مثل الحصين، لأكثر من 2 أسابيع، 2 أشهر، أو 6 أشهر في هذا التكوين. صغر حجم جهاز الإرسال اللاسلكي يقلل من خطر العدوى، ويزيد من حركية الحيوانات، وفي نهاية المطاف يقلل من معدلات الاعتلال والوفيات التي تزيد على خلاف ذلك الوقت، والمال، وعدد الحيوانات اللازمة للتجربة. وبوعاء جميع الالكترونيات والبطارية في الصف الطبية الايبوكسي الذي يجعل الجهاز للماء وصعبة، ومنع السد من المضغ على الارسال التي يمكن أن تجعل ذلك الجهاز غير صالحة للعمل. على عكس أجهزة الإرسال الترددات الراديوية، يستخدم نظام القياس عن بعد اقتران بالسعة بين المرسل وهوائي الاستقبال التي تقع أسفل القفص الحيواني، مما يتيح للمستخدم للحفاظ على الحيوانات في السكن القوارض القياسية. قنوات متعددة من recordiنانوغرام تسمح لتسجيل biopotentials متعددة الوسائط، مثل تخطيط القلب الكهربائي و. سوف نماذج حيوانية من الحالات المرضية شارك في الاستفادة من القدرة على تسجيل biopotentials خلال السلوك 21-23. والجمع بين السلوك مع EEG رصد تزويد الباحثين أداة أفضل للأبحاث والدراسات ما قبل السريرية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sterile Surgical Gloves</td>
			<td>Protective Industrial Products</td>
			<td>100-3201 PF</td>
			<td>Power Free Sterile Latex Surgical Glove</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Handle</td>
			<td>FST</td>
			<td>10003-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Blade #15</td>
			<td>FST</td>
			<td>10015-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>14090-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Burr tool</td>
			<td>Ram Products, Inc.</td>
			<td>Microtorque II</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine burr</td>
			<td>FST</td>
			<td>19007-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aneurism clip</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-5422</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toothed Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11022-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton-Tipped applicators</td>
			<td>McKesson</td>
			<td>24-103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle Driver</td>
			<td>WPI</td>
			<td align="right">521725</td>
			<td>Olsen-Hegar Needle Holder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate gel</td>
			<td>Henkel</td>
			<td>Loctite 4541</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate accelerant</td>
			<td>Henkel</td>
			<td>Loctite 7452</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td colspan="2">Vicryl RB-1 J304</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elecrocautery disposable</td>
			<td>Bovie</td>
			<td>AA01</td>
			<td>Fine Tip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Tray</td>
			<td>FST</td>
			<td>20311-21</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epitel Receiver Base</td>
			<td>Epitel Inc</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epitel wireless transmitter</td>
			<td>Epitel Inc</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biopac digitizer</td>
			<td>Biopac</td>
			<td>MP-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC-compatible computer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

long-term continuous eeg monitoring in small rodent models of human disease using the epoch wireless transmitter system

العديد من الأمراض العصبية التقدمية في البشر، مثل الصرع، تتطلب النماذج الحيوانية ما قبل السريرية التي تتطور ببطء المرض من أجل اختبار التدخلات في مراحل مختلفة من عملية المرض. هذه النماذج الحيوانية هي صعبة للغاية لتنفيذ في القوارض غير ناضجة، كائن النموذج التقليدي لدراسة مختبرية لهذه الاضطرابات. تسجيل EEG المستمر في النماذج الحيوانية الشباب من المضبوطات واضطرابات عصبية أخرى يمثل تحديا تقنيا بسبب الحجم الصغير من القوارض الشباب واعتمادهم على السد قبل الفطام. لذلك، ليس هناك فقط حاجة واضحة لتحسين الأبحاث ما قبل السريرية التي من شأنها تحديد أفضل تلك العلاجات المناسبة للترجمة إلى العيادة ولكن أيضا الحاجة إلى أجهزة جديدة قادرة على تسجيل المستمر EEG في القوارض غير ناضجة. هنا، وصفنا وراء التكنولوجيا وشرح استخدام نظام القياس عن بعد مصغرة الرواية، وهندستها خصيصا للاستخدام في الفئران غير ناضجة سالفئران ص، والتي هي أيضا فعالة لاستخدامها في الحيوانات البالغة.

قمنا بتطوير وتنفيذ مفهوم تسجيل EEG من القوارض الكبار واحد، schematized في الشكل (1) لعملية الموافقة IACUC، يجب تصميم تدمج بشكل جيد في مرافق الحيوان المؤسسية القائمة؛ وبالتالي، تم تصميم نظام لتركيبها بسهولة في منشأة الحيوان القياسية دون استخدام مساحة إضافية: ويقع الحيوان في العادي &quot;الحيوان مرفق القضية&quot; قفص الإسكان التي يتم وضعها داخل جهاز استقبال مع قفص فاراداي متكامل للحد من الضجيج الكهربائي. تتم الإشارة من كل قاعدة المتلقي بأسلاك إلى التحويل الرقمي الذي يتم وصله بجهاز الكمبيوتر (الشكل 1). وهناك حاجة إلى جهاز كمبيوتر واحد لجمع البيانات من ما يصل الى 32 الحيوانات المسجلة في وقت واحد، وهذا يتوقف على قدرة نظام الحصول على البيانات الخاصة بالمستخدم. هذا النوع من الإعداد يستهلك طاقة قليلة وتنتج الحرارة قليلا، وهذه سمة متوافقة مع مرافق الحيوانات التي تسيطر عليها المناخ. يمكن أن تكون البياناتعرض في الوقت الحقيقي على الشاشة، مما يسمح بمراقبة التجريبية، وتخزينها على المدى الطويل على محركات الأقراص الصلبة الخارجية، (10 TB وحدة التخزين). من أجل تقليل الضرر الناجم عن القمامة الاصحاب والجرو الإبدال التي كتبها السد، ونحن اختبار مختلف العوامل شكل الارسال. كان التصميم النهائي اسطوانة القبة. شكل الصعب على الفئران لدغة والضرر. ويرد الارسال الفردي على الجمجمة من الفئران الكبار في الشكل 2A ويتم عرض نسخة مبكرة من عالي الكثافة (32 حيوان) قواعد استقبال وتسجيل الحفارات التي وضعت الإسكان القوارض القياسية في الشكل 2B. وكانت الكفاءة في استهلاك الطاقة اعتبار مهم للغاية؛ اخترنا اقتران بالسعة على أنه بروتوكول نقل البيانات. التصميم التالية يسمح لتسجيل المستمر EEG لأكثر من 6 أشهر اعتمادا على قدرة البطارية (الشكل 2A). الفئران لا تتجاوز أعمارهن يوم ما بعد الولادة 12 (P12، الشكل 3A) وصغار الفئران كما P6 (شملت رقمالبريد 3B) تحمل الارسال بشكل جيد. الانضمام الارسال في الجمجمة مع cyanoacrylate تمكن الحيوانات لتنمو مع جهاز الإرسال إلى مرحلة البلوغ (الشكل 3C)، مع الحفاظ على الاستحواذ المستمر للبيانات EEG. شكل عامل مصغرة فريدة من نوعها واجهة الارسال واللاسلكية يفسح المجال للعمل مع نماذج حيوانية من الظروف الجدد والفترة المحيطة بالولادة. البيانات في الشكل (4) يوضح قنوات اثنين من EEG تسجيل الحاد الفرعي النشاط الاستيلاء الذي يتبع التأكسج الدماغية (مرحبا) (ربط الشريان السباتي تليها 2 ساعة من نقص الأكسجة مع 8٪ O 2 خليط) احتشاء في P7 سبراغ داولي الفئران الجرو 13. علاج مرحبا تسبب آفة كبيرة في نصف الكرة المماثل إلى الشريان السباتي ligated. هنا، تظهر التسجيلات مجموعة من اثنين من نوبات معممة على كل من نصفي الدماغ المصاب. تتبع أسود يصور النشاط الدماغي في الجانب المقابل لنصف الكرة الآفة، وويظهر أثر الأزرق EEG في نصفي الكرة الأرضية المماثل (أي في مجال الآفة). في حين أن النشاط الاستيلاء موجودا في كل من نصفي الدماغ، وتظهر نصف الكرة ispilateral EEG قمع الخلفية، مما يدل على تلف في الدماغ المستمر 21. يمكن أن يتسبب حالة صرعية في الفئران الكبار عن طريق حقن الحيوانات مع الفوسفات العضوي، DFP 22،23. البيانات في الشكل (5) عرض تصريف EEG المتكررة، والتي تدل على حالة صرعية (انظر التوسعات الزمنية الشكل 5A، B). أقل من عينة آثار، وقد تم تحليلها مدار الساعة من حالة صرعية أكثر من 12 ساعة مع غير الخطية آثار مختلطة نموذج يحدد مقدار شدة النوبات مع مرور الوقت. يتم تعريف شدة حالة صرعية التي كتبها EEG السلطة في الفرقة غاما (20-60 هرتز). هنا، كان متوسط ​​القوة المذكورة أعلاه في 12 الحيوانات وتآمر على مدى 12 ساعة مع فواصل الثقة 95٪. عشر<html> وتظهر بيانات ه زيادة ملحوظة في السلطة جاما خلال الساعة الأولى من العلاج DFP، والتي استمرت أكثر من 12 ساعة خلال الحيوانات التي تم رصدها بشكل مستمر. الأسلوب التالي التحليل يسمح لقياس كمي لشدة صرعية الوضع الحاد، وهي ظاهرة سبق تحليلها في المقام الأول مع تدابير سلوكية. ندرج هذه التقنية تحليل كمثال على ذلك، لأنه يستخدم حساب السلطة في نطاقات EEG الكلاسيكية، واستخدمت على نطاق واسع في الدراسات قبل السريرية لاختبار فعالية الأدوية المضادة للاختلاج في مختبرنا 24-26. ربما الجانب الأكثر قيمة في جعل المستمرة، وتسجيلات لاسلكية دون انقطاع مع القياس عن بعد لاسلكي هو القدرة على تسجيل الأحداث عفوية الشاذة التي تحدث مع انخفاض الإصابة. هذه الأنواع من البيانات تثبت فائدة العريضة للنظام الارسال اللاسلكي. 554fig1.jpg &quot;/&gt; الشكل 1: رسم تخطيطي للنظام تسجيل عصر يتكون نظام تسجيل لاسلكي من عنصرين هما: 1) محمولة على الارسال اللاسلكي جمجمة أن تضخيم biosignal، و 2) لوحة استقبال توضع تحت الإسكان القوارض القياسية. إخراج القاعدة المتلقي هو إشارة تناظرية تتكون من biosignal الصنعي إزالة تضمين تضخيمها إلى حد أقصى قدره 4 V-الذروة إلى الذروة. ويمكن بعد ذلك يتم تغذية هذا إشارة إلى نظام الحصول على البيانات للتسجيل. <img alt="الرقم 2" src="/files/ftp_upload/52554/52554fig2.jpg" /> الشكل 2: جهاز الإرسال والاستقبال هذا الارسال اللاسلكي معين (A) يزن 4 ز ويزيح &lt;1.4 سم 3 حجم ومع بصمة من 7 × 12 مم هي التي شنت بسهولة في الجمجمة من الجرذان والفئران. الارسال يمكن أن تزيد 2 قنوات biopotentials لمدة تصل إلى 6 أشهر وبعد ذلك كانت البطارية هجرةأد. البطاريات الكبيرة يمكن أن تستخدم لفترة أطول وقت التسجيل. توضع الحيوانات في معيار القوارض حبس على رأس جهاز الاستقبال عصر (B). معروض على حق مثال مبكر للحفارتين تسجيل منفصلة لكل قادرة على تسجيل من 16 حيوانات في وقت واحد مما يدل على حجم صغير نسبيا (2 &quot;× 4&quot;، كاليفورنيا. 60 سم x 120 سم) من كل من منصات تسجيل. <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/52554/52554fig3.jpg" /> الرقم 3: غرس جهاز الإرسال اللاسلكي في الجرذان والفئران يمكن الارسال تسجيلات EEG مستمرة لمدة تصل إلى 6 أشهر في الفئران الشابة مثل يوم ما بعد الولادة 12 (P12، أعلى). الصورة الوسطى هي من الجرو الفئران P7 مزروع مع جهاز الإرسال مصغرة. يبقى مرتبطا الارسال بقوة في الجمجمة كما نضوج الحيوانات. الحيوان في الجزء السفلي هو P280 وكان مزروع مع جهاز إرسال صورية في P7 العمر. يسمح هذا النظام simultaتسجيلات EEG neous ومستمرة من الحيوانات متعددة تتراوح أعمارهن P7 خلال الفطام، والحد من عدد من الفضلات اللازمة لما قبل السريرية، على المدى الطويل، دراسات الرصد EEG. <img alt="الرقم 4" src="/files/ftp_upload/52554/52554fig4.jpg" /> الرقم 4: تسجيل نقص الأكسجة الناجم عن نقص التروية المضبوطات مع نظام القياس عن بعد مزدوجة القناة تسجيلات مزدوجة القناة غير طبيعي EEG مع القياس عن بعد لاسلكي في الجرو الفئران P7 بعد ربط الشريان السباتي (نقص التروية) خلال 8٪ O 2 علاج (نقص الأكسجين). (A) و (B)، وسعت جهات نظر الطول الموجي. النشاط الاستيلاء موجودا في كل من نصفي الكرة الأرضية (الأسود والأزرق) مع كبير EEG قمع الحالي في نصف الكرة مع احتشاء الدماغية (الأزرق). <img alt="الرقم 5" src="/files/ftp_upload/52554/52554fig5.jpg" /> الشكل 5: تسجيل حالة epileptiسلطات الجمارك في الفئران البالغة. تسجيلات EEG السطح (أي السحائي) مع نظام القياس عن بعد لاسلكية مصغرة ردا على diisopropylfluorophosphate (DFP) العلاج في الفئران الكبار. يتم توسيع فترات المظللة في تتبع كبار (A و B) آراء الطول الموجي في آثار أدناه. ويمكن بعد ذلك يتم تحليل البيانات المسجلة مع جهاز الإرسال اللاسلكي في مجال التردد السماح المقارنات الإحصائية في لفيف من الحيوانات. (C) البيانات هي متوسط ​​و 95٪ فترات الثقة للسلطة الفرقة غاما (20-60 هرتز) بعد صرعية DFP التي يسببها الوضع (N = 12) أكثر من 12 ساعة بعد إعطاء DFP. <img alt="الشكل (6)" src="/files/ftp_upload/52554/52554fig6.jpg" /> الرقم 6: تسجيل المضبوطات والتغيرات في EEG في نموذج الفأر وراثيا من تشوهات الأوعية الدموية كهفي هنا، نسجل من الماوس المعدلة وراثيا (A) عشرفي تمر النشاط الحجز. في البداية، ونمط EEG طبيعي موجود (1)؛ مباشرة قبل استيلاء هناك فترة من الاكتئاب قبل نشبي (2)، والتي تبعتها مجموعة من خمسة المضبوطات (3). بعد المضبوطات، وتصريف نشبي غير طبيعية موجودة في إشارة (4). الحيوان التحكم لديه أي المضبوطات وأي ميزات EEG غير طبيعية (B).

Watch this Scientific Journal Video about Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System at JoVE.com

Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System

Here we demonstrate the use of a wireless enabling technology for electroencephalogram (EEG) in neonatal rodent models of human disease. With telemetry, there are no encumbering connections, thus allowing natural behaviors.

على المدى الطويل رصد EEG المستمر في القوارض الصغيرة نماذج من الأمراض البشرية عن طريق نظام عصر الارسال اللاسلكي

Many progressive neurologic diseases in humans, such as epilepsy, require pre-clinical animal models that slowly develop the disease in order to test ...

long-term-continuous-eeg-monitoring-small-rodent-models-human-disease

Research

JoVE Journal

Neuroscience

25.4K Views.  Yale University School of Medicine. Here we demonstrate the use of a wireless enabling technology for electroencephalogram (EEG) in neonatal rodent models of human disease. With telemetry, there are no encumbering connections, thus allowing natural behaviors.

Video: Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System

Systemic and Local Drug Delivery for Treating Diseases of the Central Nervous System in Rodent Models

Thorough preclinical testing of central nervous system (CNS) therapeutics includes a consideration of routes of administration and agent biodistribution in assessing therapeutic efficacy. Between the two major classifications of administration, local vs. systemic, systemic delivery approaches are often preferred due to ease of administration. However, systemic delivery may result in suboptimal drug concentration being achieved in the CNS, and lead to erroneous conclusions regarding agent efficacy. Local drug delivery methods are more invasive, but may be necessary to achieve therapeutic CNS drug levels. Here, we demonstrate proper technique for three routes of systemic drug delivery: intravenous injection, intraperitoneal injection, and oral gavage. In addition, we show a method for local delivery to the brain: convection-enhanced delivery (CED). The use of fluorescently-labeled compounds is included for in vivo imaging and verification of proper drug administration. The methods are presented using murine models, but can easily be adapted for use in rats.

Thorough preclinical testing of drugs that act in the central nervous system often involves assessing and comparing drug biodistribution in association with specific routes of administration. Here, three commonly used methods of systemic delivery (intravenous, intraperitoneal, and oral) as well as a method for local delivery (convection-enhanced delivery) are demonstrated in mice.

النظامية والمحلية تسليم المخدرات لعلاج أمراض الجهاز العصبي المركزي في المجموعات القوارض

Thorough preclinical testing of central nervous system (CNS) therapeutics includes a consideration of routes of administration and agent biodistribution ...

Efficient Derivation of Human Neuronal Progenitors and Neurons from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction

There is a large unfulfilled need for a clinically-suitable human neuronal cell source for repair or regeneration of the damaged central nervous system (CNS) structure and circuitry in today's healthcare industry. Cell-based therapies hold great promise to restore the lost nerve tissue and function for CNS disorders. However, cell therapies based on CNS-derived neural stem cells have encountered supply restriction and difficulty to use in the clinical setting due to their limited expansion ability in culture and failing plasticity after extensive passaging1-3. Despite some beneficial outcomes, the CNS-derived human neural stem cells (hNSCs) appear to exert their therapeutic effects primarily by their non-neuronal progenies through producing trophic and neuroprotective molecules to rescue the endogenous cells1-3. Alternatively, pluripotent human embryonic stem cells (hESCs) proffer cures for a wide range of neurological disorders by supplying the diversity of human neuronal cell types in the developing CNS for regeneration1,4-7. However, how to channel the wide differentiation potential of pluripotent hESCs efficiently and predictably to a desired phenotype has been a major challenge for both developmental study and clinical translation. Conventional approaches rely on multi-lineage inclination of pluripotent cells through spontaneous germ layer differentiation, resulting in inefficient and uncontrollable lineage-commitment that is often followed by phenotypic heterogeneity and instability, hence, a high risk of tumorigenicity7-10. In addition, undefined foreign/animal biological supplements and/or feeders that have typically been used for the isolation, expansion, and differentiation of hESCs may make direct use of such cell-specialized grafts in patients problematic11-13. To overcome these obstacles, we have resolved the elements of a defined culture system necessary and sufficient for sustaining the epiblast pluripotence of hESCs, serving as a platform for de novo derivation of clinically-suitable hESCs and effectively directing such hESCs uniformly towards clinically-relevant lineages by small molecules14 (please see a schematic in Fig. 1). Retinoic acid (RA) does not induce neuronal differentiation of undifferentiated hESCs maintained on feeders1, 14. And unlike mouse ESCs, treating hESC-differentiated embryoid bodies (EBs) only slightly increases the low yield of neurons1, 14, 15. However, after screening a variety of small molecules and growth factors, we found that such defined conditions rendered retinoic acid (RA) sufficient to induce the specification of neuroectoderm direct from pluripotent hESCs that further progressed to neuroblasts that generated human neuronal progenitors and neurons in the developing CNS with high efficiency (Fig. 2). We defined conditions for induction of neuroblasts direct from pluripotent hESCs without an intervening multi-lineage embryoid body stage, enabling well-controlled efficient derivation of a large supply of human neuronal cells across the spectrum of developmental stages for cell-based therapeutics.

We have established a protocol for induction of neuroblasts direct from pluripotent human embryonic stem cells maintained under defined conditions with small molecules, which enables derivation of a large supply of human neuronal progenitors and neuronal cell types in the developing CNS for neural repair.

كفاءة اشتقاق أسلاف الإنسان متعلق بالخلايا العصبية والخلايا العصبية من افرة القوة الخلايا الجذعية الجنينية البشرية التعريفي مع جزيء صغير

There is a large unfulfilled need for a clinically-suitable human neuronal cell source for repair or regeneration of the damaged central nervous system ...

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

During sustained stimulation most sensory neurons will adapt their response by decreasing their sensitivity to the signal. The adaptation response helps shape attention and also protects cells from over-stimulation. Adaptation within the olfactory circuit of C. elegans was first described by Colbert and Bargmann1,2. Here, the authors defined parameters of the olfactory adaptation paradigm, which they used to design a genetic screen to isolate mutants defective in their ability to adapt to volatile odors sensed by the Amphid Wing cells type C (AWC) sensory neurons. When wildtype C. elegans animals are exposed to an attractive AWC-sensed odor3 for 30 min they will adapt their responsiveness to the odor and will then ignore the adapting odor in a chemotaxis behavioral assay for ~1 hr. When wildtype C. elegans animals are exposed to an attractive AWC-sensed odor for ~1 hr they will then ignore the adapting odor in a chemotaxis behavioral assay for ~3 hr. These two phases of olfactory adaptation in C. elegans were described as short-term olfactory adaptation (induced after 30 min odor exposure), and long-term olfactory adaptation (induced after 60 min odor exposure). Later work from L'Etoile et al.,4 uncovered a Protein Kinase G (PKG) called EGL-4 that is required for both the short-term and long-term olfactory adaptation in AWC neurons. The EGL-4 protein contains a nuclear localization sequence that is necessary for long-term olfactory adaptation responses but dispensable for short-term olfactory adaptation responses in the AWC4. By tagging EGL-4 with a green fluorescent protein, it was possible to visualize the localization of EGL-4 in the AWC during prolonged odor exposure. Using this fully functional GFP-tagged EGL-4 (GFP::EGL-4) molecule we have been able to develop a molecular readout of long-term olfactory adaptation in the AWC5. Using this molecular readout of olfactory adaptation we have been able to perform both forward and reverse genetic screens to identify mutant animals that exhibit defective subcellular localization patterns of GFP::EGL-4 in the AWC6,7. Here we describe: 1) the construction of GFP::EGL-4 expressing animals; 2) the protocol for cultivation of animals for long-term odor-induced nuclear translocation assays; and 3) the scoring of the long-term odor-induced nuclear translocation event and recovery (re-sensitization) from the nuclear GFP::EGL-4 state.

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

Here we describe a molecular readout of long-term olfactory adaptation in Caenorhabditis elegans. The Protein Kinase G, EGL-4, is necessary for stable adaptation responses in the primary sensory neuron pair called AWC. During prolonged odor exposure EGL-4 translocates from the cytosol to nucleus of the AWC.

A قراءات الجزيئية من التكيف على المدى الطويل في الشم<em&gt; C. ايليجانس</em

During sustained stimulation most sensory neurons will adapt their response by decreasing their sensitivity to the signal. The adaptation response helps ...

Direct Intraventricular Delivery of Drugs to the Rodent Central Nervous System

Due to an inability to cross the blood brain barrier, certain drugs need to be directly delivered into the central nervous system (CNS). Our lab focuses specifically on antisense oligonucleotides (ASOs), though the techniques shown in the video here can also be used to deliver a plethora of other drugs to the CNS. Antisense oligonucleotides (ASOs) have the capability to knockdown sequence-specific targets 1 as well as shift isoform ratios of specific genes 2. To achieve widespread gene knockdown or splicing in the CNS of mice, the ASOs can be delivered into the brain using two separate routes of administration, both of which we demonstrate in the video.
The first uses Alzet osmotic pumps, connected to a catheter that is surgically implanted into the lateral ventricle. This allows the ASOs to be continuously infused into the CNS for a designated period of time. The second involves a single bolus injection of a high concentration of ASO into the right lateral ventricle. Both methods use the mouse cerebral ventricular system to deliver the ASO to the entire brain and spinal cord, though depending on the needs of the study, one method may be preferred over the other.

We describe a method to target drugs to the central nervous system by either implanting a catheter or performing a bolus injection into the right lateral ventricle in mice. We focus specifically on the delivery of antisense oligonucleotides. This technique is readily adaptable to other drugs and to rats.

مباشرة داخل البطين تسليم المخدرات الى القوارض الجهاز العصبي المركزي

Due to an inability to cross the blood brain barrier, certain drugs need to be directly delivered into the central nervous system (CNS). Our lab focuses ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution has been a long sought tool for neuroscientists in the systems-level search for the neural circuitry governing complex behavioral states. Optogenetics is a cutting-edge tool that is revolutionizing the field of neuroscience and represents one of the first systematic approaches to enable causal testing regarding the relation between neural signaling events and behavior. By combining optical and genetic approaches, neural signaling can be bi-directionally controlled through expression of light-sensitive ion channels (opsins) in mammalian cells. The current protocol describes delivery of specific wavelengths of light to opsin-expressing cells in deep brain structures of awake, freely-moving rodents for neural circuit modulation. Theoretical principles of light transmission as an experimental consideration are discussed in the context of performing in vivo optogenetic stimulation. The protocol details the design and construction of both simple and complex laser configurations and describes tethering strategies to permit simultaneous stimulation of multiple animals for high-throughput behavioral testing.

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

Optogenetics has become a powerful tool for use in behavioral neuroscience experiments. This protocol offers a step-by-step guide to the design and set-up of laser systems, and provides a full protocol for carrying out multiple and simultaneous in vivo optogenetic stimulations compatible with most rodent behavioral testing paradigms.

في الجسم الحي Optogenetic تحفيز الجهاز العصبي المركزي القوارض

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

Isolation, Culture and Long-Term Maintenance of Primary Mesencephalic Dopaminergic Neurons From Embryonic Rodent Brains

Degeneration of mesencephalic dopaminergic (mesDA) neurons is the pathological hallmark of Parkinson&#8217;s diseae. Study of the biological processes involved in physiological functions and vulnerability and death of these neurons is imparative to understanding the underlying causes and unraveling the cure for this common neurodegenerative disorder. Primary cultures of mesDA neurons provide a tool for investigation of the molecular, biochemical and electrophysiological properties, in order to understand the development, long-term survival and degeneration of these neurons during the course of disease. Here we present a detailed method for the isolation, culturing and maintenance of midbrain dopaminergic neurons from E12.5 mouse (or E14.5 rat) embryos. Optimized cell culture conditions in this protocol result in presence of axonal and dendritic projections, synaptic connections and other neuronal morphological properties, which make the cultures suitable for study of the physiological, cell biological and molecular characteristics of this neuronal population.

The causes of degeneration of midbrain dopaminergic neurons during Parkinson&#8217;s disease are not fully understood. Cellular culture systems provide an essential tool for study of the neurophysiological properties of these neurons. Here we present an optimized protocol, which can be utilized for in vitro modeling of neurodegeneration.

العزلة والثقافة وطويل الأجل صيانة الابتدائية الدماغ المتوسط ​​الدوبامين العصبية من المخ الجنينية القوارض

Degeneration of mesencephalic dopaminergic (mesDA) neurons is the pathological hallmark of Parkinson&#8217;s diseae. Study of the biological processes ...

A Simplified Method for Ultra-Low Density, Long-Term Primary Hippocampal Neuron Culture

Culturing primary hippocampal neurons in vitro facilitates mechanistic interrogation of many aspects of neuronal development. Dissociated embryonic hippocampal neurons can often grow successfully on glass coverslips at high density under serum-free conditions, but low density cultures typically require a supply of trophic factors by co-culturing them with a glia feeder layer, preparation of which can be time-consuming and laborious. In addition, the presence of glia may confound interpretation of results and preclude studies on neuron-specific mechanisms. Here, a simplified method is presented for ultra-low density (~2,000 neurons/cm2), long-term (&#62;3 months) primary hippocampal neuron culture that is under serum free conditions and without glia cell support. Low density neurons are grown on poly-D-lysine coated coverslips, and flipped on high density neurons grown in a 24-well plate. Instead of using paraffin dots to create a space between the two neuronal layers, the experimenters can simply etch the plastic bottom of the well, on which the high density neurons reside, to create a microspace conducive to low density neuron growth. The co-culture can be easily maintained for &#62;3 months without significant loss of low density neurons, thus facilitating the morphological and physiological study of these neurons. To illustrate this successful culture condition, data are provided to show profuse synapse formation in low density cells after prolonged culture. This co-culture system also facilitates the survival of sparse individual neurons grown in islands of poly-D-lysine substrates and thus the formation of autaptic connections.

Low density cultures of primary hippocampal neurons usually require glia feeder layer to supply neurotrophic factors and sustain longevity. We describe here a simplified method to culture ultra-low density neurons on glass coverslips in the presence of a high density neuronal feeder layer, which facilitates investigation of specific neuronal-autonomous mechanisms.

والطريقة المبسطة للفائقة منخفضة الكثافة، طويل الأجل الابتدائية الحصين العصبية الثقافة

Culturing primary hippocampal neurons in vitro facilitates mechanistic interrogation of many aspects of neuronal development. Dissociated embryonic ...

Analyzing Neural Activity and Connectivity Using Intracranial EEG Data with SPM Software

Measuring neural activity and connectivity associated with cognitive functions at high spatial and temporal resolutions is an important goal in cognitive neuroscience. Intracranial electroencephalography (EEG) can directly record electrical neural activity and has the unique potential to accomplish this goal. Traditionally, averaging analysis has been applied to analyze intracranial EEG data; however, several new techniques are available for depicting neural activity and intra- and inter-regional connectivity. Here, we introduce two analytical protocols we recently applied to analyze intracranial EEG data using the Statistical Parametric Mapping (SPM) software: time-frequency SPM analysis for neural activity and dynamic causal modeling of induced responses for intra- and inter-regional connectivity. We report our analysis of intracranial EEG data during the observation of faces as representative results. The results revealed that the inferior occipital gyrus (IOG) showed gamma-band activity at very early stages (110 ms) in response to faces, and both the IOG and amygdala showed rapid intra- and inter-regional connectivity using various types of oscillations. These analytical protocols have the potential to identify the neural mechanisms underlying cognitive functions with high spatial and temporal profiles.

We present two analytical protocols that can be used to analyze intracranial electroencephalography data using the Statistical Parametric Mapping (SPM) software: time-frequency statistical parametric mapping analysis for neural activity, and dynamic causal modeling of induced responses for intra- and inter-regional connectivity.

تحليل النشاط العصبي والاتصال باستخدام بيانات التخطيط الدماغي داخل الجمجمة مع برنامج الحركة الوطنية الصومالية

Measuring neural activity and connectivity associated with cognitive functions at high spatial and temporal resolutions is an important goal in cognitive ...

Long-term Sensory Conflict in Freely Behaving Mice

Long-term sensory conflict protocols are a valuable means of studying motor learning. The presented protocol produces a persistent sensory conflict for experiments aimed at studying long-term learning in mice. By permanently wearing a device fixed on their heads, mice are continuously exposed to a sensory mismatch between visual and vestibular inputs while freely moving in home cages. Therefore, this protocol readily enables the study of the visual system and multisensory interactions over an extended timeframe that would not be accessible otherwise. In addition to lowering the experimental costs of long-term sensory learning in naturally behaving mice, this approach accommodates the combination of in vivo and in vitro experiments. In the reported example, video-oculography is performed to quantify the vestibulo-ocular reflex (VOR) and optokinetic reflex (OKR) before and after learning. Mice exposed to this long-term sensory conflict between visual and vestibular inputs presented a strong VOR gain decrease but exhibited few OKR changes. Detailed steps of device assembly, animal care, and reflex measurements are hereby reported.

The presented protocol produces a persistent sensory conflict for experiments aimed at studying long-term learning. By permanently wearing a fixed device on their heads, mice are continuously exposed to a sensory mismatch between visual and vestibular inputs while freely moving in home cages.

الصراع الحسي طويلة الأجل في التصرف بحرية الفئران

Long-term sensory conflict protocols are a valuable means of studying motor learning. The presented protocol produces a persistent sensory conflict for ...

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from parallel fibers (PF) to Purkinje cells (PC) is considered the basis for motor learning, and deficiencies of both LTD and motor learning are observed in various gene-manipulated animals. Common motor learning sets, such as adaptation of the optokinetic reflex (OKR), the vestibular-ocular reflex (VOR), and rotarod test were used for evaluation of motor learning ability. However, results obtained from the GluA2-carboxy terminus modified knock-in mice demonstrated normal adaptation of the VOR and the OKR, despite lacking PF-LTD. In that report, induction of LTD was only attempted using one type of stimulation protocol at room temperature. Thus, conditions to induce cerebellar LTD were explored in the same knock-in mutants using various protocols at near physiological temperature. Finally, we found stimulation protocols, by which LTD could be induced in these gene-manipulated mice. In this study, a set of protocols are proposed to evaluate LTD-induction, which will more accurately allow examination of the causal relationship between LTD and motor learning. In conclusion, experimental conditions are crucial when evaluating LTD in gene-manipulated mice.

In some gene-manipulated animals, using a single protocol may fail to induce LTD in cerebellar Purkinje cells, and there may be a discrepancy between LTD and motor learning. Multiple protocols are necessary to assess LTD-induction in gene-manipulated animals. Standard protocols are shown.

تقييم الحث علي الاكتئاب علي المدى الطويل في شرائح البالغين المخيخار

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from ...