Diese Arbeit wurde von der Naturwissenschaftlichen Stiftung von China (31171355) und der Naturwissenschaftlichen Stiftung von Guangdong (S2011010003403, 2014A030313440) unterstützt.

Tierpflege, chirurgische Verfahren und Aufzeichnungsverfahren wurden im Einklang mit den Richtlinien für die South China Normal University Animal Care and Use Committee. 1. Elektrodenherstellung (Abbildung 1A-C) ANMERKUNG: Computer-Pin-Loci ist einfach ein markierter Kontakt als Teil der Signalschnittstelle in Kommunikationsgeräten. Es besteht aus einem Steckverbinder, der in die Buchse steckt. <ol><li> Trennen Sie die männlichen und weiblichen Stifte vorsichtig von den Computerstiften ( Abb. 1A ) mit Hilfe einer Zange. Verbinden Sie die männlichen und weiblichen Stifte zusammen, um eine Elektrode zu bilden, und wenden Sie Cyanacrylat an, um eine starke Klebeverbindung zu erzeugen (Abbildung 1C ). </li><li> Setzen Sie die Elektroden in ein mit destilliertem Wasser gefülltes Becherglas und legen Sie es 10 min auf Ultraschallreiniger. Bewegen Sie sie zu einem Trockenofen bei 45 ° C für 30 min. Sterilisieren Sie die Elektroden mit UV-Licht für 30 min. </li></ol> 2. Chirurgisches Verfahren (Abbildung 1D-F) <ol><li> Bereiten Sie die sterilisierten chirurgischen Instrumente und stereotaxischen Apparate vor. Anästhesieren des neonatalen Rattenwelpen mit Isoflurananästhesie (2,5%) mit Luft. Wenn der Welpe tief betäubt ist, stellen Sie die Dosis von Isofluran auf 1,0% ein. Führen Sie eine Schwanz-oder Zehen-Prise vor der Operation, um die richtige Tiefe der Anästhesie zu gewährleisten. </li><li> Fixieren Sie den Kopf des Welpen in den stereotaxischen Apparat, indem Sie die Ohrbügel in die Ohrkanäle legen und sie leicht anziehen. HINWEIS: Die Ohrbügel nicht zu stark anziehen, da der Neugeborenenschädel sehr weich ist. </li><li> Halten Sie das sterile chirurgische Feld durch Sprühen aller Geräte mit 70% Ethanol. Machen Sie einen 15-mm-Einschnitt auf den Kopf mit einem Skalpell. Mit Pinzette, ziehen Sie die Kopfhaut vorsichtig von der Mittellinie an den vier Ecken ab. Setzen Sie etwas mit Salzlösung getränkte Baumwolle unter die Haut, um den Einschnitt weit offen zu halten ( Abbildung 1D ). </li><li> Finde die Bregma und Lambda Punkte auf dem SchädelUnd markiere sie mit einem Bleistift. Verwenden Sie eine Spritzen-Nadel (26 G), um zwei Gratlöcher in die präfrontale Kortex (PFC) und Hippocampus zu machen. HINWEIS: Der PFC befindet sich bei +1,8 mm hinter dem Bregma und -0,5 mm seitlich zur Mittellinie, während der Hippocampus bei -2,0 mm anterior bis bregma und ± 0,5 mm seitlich zur Mittellinie liegt (Abbildung 1D und E ). Die Tiefe der Elektrode sollte nicht mehr als 2 mm unterhalb der kortikalen Oberfläche liegen, um Hirnschäden zu minimieren. </li><li> Verwenden Sie Pinzette, um die Elektroden zu halten und legen Sie die Referenz- und Aufzeichnungselektroden in die PFC und den Hippocampus ein. Tragen Sie Erythromycin-Salbe um die Elektrode, um eine mögliche Infektion zu vermeiden. Fixieren Sie die Elektrode mit Cyanacrylat. </li><li> Bereiten Sie Zahn-Acryl-Zement, so dass es eine klebrige und viskose Konsistenz hat. Tragen Sie den Zahnzement auf, um die Elektroden und den Rest des Schädels zu bedecken. HINWEIS: Den Schädel vor dem Auftragen des Zahnzements gründlich trocknen. </liAufrechtzuerhalten <li> 5% Pikrinsäure auf die Elektroden auftragen, um sie zu schützen. HINWEIS: Das gesamte Verfahren sollte in einer Biosicherheitshaube durchgeführt werden, um sterile Bedingungen zu erhalten. </li><li> Entfernen Sie das Tier aus dem stereotaxischen Rahmen und injizieren Sie 300 μl 10% Glukose subkutan. Legen Sie es auf eine beheizte Decke für die Erholung. Stellen Sie sicher, dass das Tier warm ist (37 ° C) und ambulant ( dh vollständig wiederhergestellt). Verabreichung von Buprenorphin intraperitoneal (0,05 mg / kg) für postoperative Schmerzen HINWEIS: Lassen Sie ein Tier nicht unbeaufsichtigt, bis es genügend Bewusstsein (dh normales Verhalten und Bewegung) wiedererlangt hat. </li><li> Bring den Welpen zu seinem Hauskäfig mit ihrem Damm zurück, nachdem er das Bewusstsein wiedererlangt hat. Warten Sie zwei Tage, bis das Tier vollständig erholt ist. </li></ol> 3. EEG-Aufzeichnung <ol><li> Nach vollständiger Wiederherstellung die Elektroden, die auf den Schädel des Welpen implantiert sind, an den Verstärker im eigenen Käfig anschließen. Verbinden Sie den Verstärker mit einem Analog-Digital-COnverter und den Konverter an einen Computer anschließen; Die Verbindungslinien sollten sorgfältig behandelt werden, damit sie sich nicht verheddern. </li><li> Wählen Sie für die Aufzeichnung mindestens 10.000 Hz Abtastrate auf der Datenerfassungseinheit (die Bandbreite des Senders beträgt 1-100 Hz). Stellen Sie sicher, dass die Daten ordnungsgemäß abgetastet werden. </li><li> Nach dem Erfassen der Baseline-Aufnahme injizieren Sie den Welpen intraperitoneal mit Kainsäure (KA) (2 mg / kg), um epileptische Anfälle zu induzieren. 15 min nach der KA-Injektion beobachten und aufzeichnen die epileptischen Entladungen. Beschlagnahme durch KA sind meist körperlich. HINWEIS: Die ictal-tonische Dauer beträgt etwa 15,2 ± 0,9 s, die Anfallsdauer beträgt etwa 62 ± 5 s. Krampfanfälle können in der Neugeborenen-Ratte durch die IP-Injektion von Chloralhydrat (400 mg / kg) verhindert werden. </li><li> Speichern Sie die digitalisierten Daten und analysieren Sie sie mit Signalverarbeitungs-Softwarepaketen wie spike2. Zeigen Sie den Leistungspegel der verschiedenen Frequenzkomponenten im neonatalen EEG-Signal per perf anOrming eine Leistungsspektrumanalyse. Berechnen Sie die Leistung in einem 1-min-Zeitrahmen, indem Sie die mittlere quadratische Amplitude von 1 bis 100 Hz (EEG-Band) 9 finden . </li></ol>

<ol><li>Pereda, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+synapses+and+their+functional+interactions+with+chemical+synapses%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses.</a> Nat Rev Neurosci. 15 (4), 250-263 (2014).</li>
<li>Chorev, E., Epsztein, J., Houweling, A. R., Lee, A. K., Brecht, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+recordings+from+behaving+animals--going+beyond+spikes%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological recordings from behaving animals--going beyond spikes.</a> Curr Opin Neurobiol. 19 (5), 513-519 (2009).</li>
<li>Freeborn, D. L., McDaniel, K. L., Moser, V. C., Herr, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+electroencephalography+%28EEG%29+to+assess+CNS+changes+produced+by+pesticides+with+different+modes+of+action%3A+effects+of+permethrin%2C+deltamethrin%2C+fipronil%2C+imidacloprid%2C+carbaryl%2C+and+triadimefon%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+Appl+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Use of electroencephalography (EEG) to assess CNS changes produced by pesticides with different modes of action: effects of permethrin, deltamethrin, fipronil, imidacloprid, carbaryl, and triadimefon.</a> Toxicol Appl Pharmacol. 282 (2), 184-194 (2015).</li>
<li>Werhahn, K. J., Hartl, E., Hamann, K., Breimhorst, M., Noachtar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Latency+of+interictal+epileptiform+discharges+in+long-term+EEG+recordings+in+epilepsy+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Seizure%22%5BJournal%5D)">Latency of interictal epileptiform discharges in long-term EEG recordings in epilepsy patients.</a> Seizure. 29, 20-25 (2015).</li>
<li>Staba, R. J., Stead, M., Worrell, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+biomarkers+of+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological biomarkers of epilepsy.</a> Neurotherapeutics. 11 (2), 334-346 (2014).</li>
<li>Nimmrich, V., Draguhn, A., Axmacher, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+Network+Oscillations+in+Neurodegenerative+Diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Neuromolecular+Med%22%5BJournal%5D)">Neuronal Network Oscillations in Neurodegenerative Diseases.</a> Neuromolecular Med. 17 (3), 270-284 (2015).</li>
<li>Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Dudek, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+Continuous+EEG+Monitoring+in+Small+Rodent+Models+of+Human+Disease+Using+the+Epoch+Wireless+Transmitter+System%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System.</a> J Vis Exp. (101), e52554(2015).</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/pubmed?term=((Recording+EEG+in+immature+rats+with+a+novel+miniature+telemetry+system%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Recording EEG in immature rats with a novel miniature telemetry system.</a> J Neurophysiol. 109 (3), 900-911 (2013).</li>
<li>Dzhala, V. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NKCC1+transporter+facilitates+seizures+in+the+developing+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Med%22%5BJournal%5D)">NKCC1 transporter facilitates seizures in the developing brain.</a> Nat Med. 11 (11), 1205-1213 (2005).</li>
<li>Tucker, A. M., Aquilina, K., Chakkarapani, E., Hobbs, C. E., Thoresen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+amplitude-integrated+electroencephalography+and+interburst+interval+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Res%22%5BJournal%5D)">Development of amplitude-integrated electroencephalography and interburst interval in the rat.</a> Pediatr Res. 65 (1), 62-66 (2009).</li>
<li>Savard, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Involvement+of+neuronal+IL-1beta+in+acquired+brain+lesions+in+a+rat+model+of+neonatal+encephalopathy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neuroinflammation%22%5BJournal%5D)">Involvement of neuronal IL-1beta in acquired brain lesions in a rat model of neonatal encephalopathy.</a> J Neuroinflammation. 10, 110(2013).</li>
<li>Cuaycong, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+approach+to+the+study+of+hypoxia-ischemia-induced+clinical+and+subclinical+seizures+in+the+neonatal+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A novel approach to the study of hypoxia-ischemia-induced clinical and subclinical seizures in the neonatal rat.</a> Dev Neurosci. 33 (3-4), 241-250 (2011).</li>
</ol>

Die Autoren erklären keinen Interessenkonflikt.

Hier berichten wir über chirurgische und Aufzeichnungsverfahren, um EEG in frei bewegten neonatalen Rattenwelpen durch verdrahtete Methode zu erwerben (Abbildung 3 ). Es wurde vorgeschlagen, dass der P7-P12 Rattenwelpe im Entwicklungsalter ist, der einem Vollzeit-menschlichen Neonat 10 , 11 entspricht. Es ist technisch schwierig, bei der Arbeit mit Rattenwelpen in dieser Altersgruppe qualitativ hochwertige EEG-Aufzeichnungsdaten zu erhalten. Darüber hinaus erfordert es spezialisierte Handhabung und große Sorgfalt 8 . Frühere Studien, die in vivo EEG-Aufnahmen bei Neugeborenen-Ratten untersuchen, wurden unter Verwendung von drahtgebundenen Aufzeichnungslösungen in P12 oder älteren Tieren 12 durchgeführt, aber diese Ansätze sind sehr kostspielig. Indem wir uns auf einfache Elektroden verlassen konnten, konnten wir eine Elektrode ( Fig. 1 ) herstellen, die die Kosten des Experiments auf so wenig wie $ 1 reduziert, während immer noch hochdichtes EEG vorhanden istAufnahmen Die chirurgische Implantation in dieser Methode kann bis zu 10 min dauern, abhängig von der Komplexität der Chirurgie. Die kritischen Schritte in diesem Protokoll sind die Implantation von Elektroden. Es sollte sorgfältig gemacht werden. Um einen konstanten Kontakt der Elektrode mit dem Schädel aufrechtzuerhalten, sind die folgenden Schritte wichtig zu berücksichtigen. Zuerst entfernen Sie die Gewebe Schutt auf dem Schädel mit Hilfe von sterilisierten Wattestäbchen, weil es die Elektrode aus dem Schädel auseinander setzen kann. Zweitens verwenden Cyanoacrylat richtig, um die Elektrode mit dem Schädel zu befestigen. Drittens die ausreichende Viskosität des Zahnzements beibehalten. Es ist besser, Dentalzement in zwei Schichten anzuwenden; Die erste Schicht sollte ein wenig dicht sein, um den Schädel zu bedecken, während die zweite Schicht ein wenig laufend sein sollte, um die Ecken der ersten Schicht zu bedecken. Den Zinn mit einer Pipettenspitze vorsichtig abtupfen, um ihn festzulegen, um die starke Klebeverbindung zu machen. Wenn es zu wässrig ist, kann es eine isolierende Schicht unter dem elektrOde, und wenn es zu dicht ist, wird der Dentalzement leicht vom Schädel wegen seines eigenen Gewichts fallen. Es ist auch wichtig, die Körpertemperatur des Welpen bei 37 ° C während der Operation zum Überleben aufrechtzuerhalten. Die Anwendung dieses Verfahrens ist auf die Aufzeichnung von EEG in neonatalen Rattenwelpen zwischen dem Alter von P8 und P15 beschränkt, da die wachsenden Welpen den Dentalzement und die Elektrode aus ihrem Schädel entfernen können. In Bezug auf weitere Anwendungen kann dieses Verfahren auch verwendet werden, um die elektrische Aktivität von erwachsenen Ratten und Mäusen nach einer geringfügigen Modifikation aufzuzeichnen. Darüber hinaus eignet sich diese Methode gut, um in verschiedenen Verhaltens-Experimente, wie die erhöhte plus Labyrinth verwenden.

Es ist gut etabliert, dass eine kontinuierliche Kommunikation zwischen Neuronen erforderlich ist, um eine normale Hirnfunktion zu erhalten. Die interneuronale Kommunikation findet primär bei Synapsen statt, wo Informationen von einem Neuron zu einem zweiten Neuron vermittelt werden. Diese synaptische Übertragung wird durch zwei Arten von speziellen Strukturanordnungen vermittelt: elektrische oder chemische Synapsen 1 . Die Elektrophysiologie ist das Feld, das das bei der interneuronalen Kommunikation erzeugte elektrische Potential erfasst, das die Gesamtkörperfunktionen und das Verhalten 2 kontrolliert. EEG ist die am häufigsten verwendete Methode unter vielen elektrophysiologischen Techniken. EEG ist eine Technik, die verwendet wird, um Änderungen in elektrischen Signalen zu erkennen, die durch interne oder externe Reize erzeugt werden. Darüber hinaus ist es ein wesentlicher Test für die klinische Diagnose und Ergebnis Vorhersage der verschiedenen neurologischen Erkrankungen wie Epilepsie, Parkinson und Alzheimer-ErkrankungenE, sowie Wirkungen von pharmakologischen und toxikologischen Wirkstoffen 3 . Im Allgemeinen zeigt ein epileptischer Patient eine Übererregbarkeit und eine beeinträchtigte funktionelle Konnektivität im Gehirn; Diese werden als interictale epileptiforme Entladungen (IEDs) zusammengefasst und können von EEG in Form von scharfen, vorübergehenden Spikes aufgezeichnet werden; Scharfe Wellen; Spike-Wave-Komplexe; Oder polyspikes 4 Das Hauptmerkmal des epileptischen Gehirns ist das spontane Auftreten epileptischer Anfälle, die entweder aus der Kopfhaut oder aus dem Hirnparenchym aufgezeichnet werden können, um den für die Krampfanfälle verantwortlichen Gehirnbereich zu lokalisieren. Darüber hinaus hat EEG auch sehr wichtige Implikationen bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer-Krankheit (AD). Forschung deutet darauf hin, dass veränderte EEG-Aufnahmen und beeinträchtigte Oszillationsnetze bei AD-Patienten häufig sind. Allerdings ist unser Wissen über die Pathophysiologie von Netzoszillationen bei neurodegenerativen Erkrankungen iS überraschend unvollständig und muss weiter erforscht werden 6 . In diesem Protokoll haben wir eine einfache Elektrode entworfen, mit der man EEG aufzeichnen kann, um die elektrische Kommunikation sowohl im normalen als auch im pathologischen Gehirn zu verstehen. Die chirurgische Implantation in dieser Methode ist günstiger als andere verfügbare Verfahren 7 . Darüber hinaus kann mit dieser Methode qualitativ hochwertige und stabile EEG-Signale für längere Zeiträume ( dh 2-4 h jeden Tag für 1 Woche) aufgezeichnet werden. Darüber hinaus verwendeten wir leichtere Elektroden (mit einem Gewicht von ca. 26 mg), die es den Tieren ermöglichen, sich natürlicher zu verhalten 8 . Diese Methode ist weithin anwendbar auf die Untersuchung von EEG bei neonatalen Rattenwelpen, die den Verstärker und den Digitalisierer benötigen, die üblicherweise im Elektrophysiologie-Labor verwendet werden und keine zusätzlichen Vorrichtungen benötigen.

<table><tbody><tr><td>Computer pin</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pincer</td><td>DELI Group Co., Ltd.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>502 super glue</td><td>DELI Group Co., Ltd.</td><td>7144</td><td></td></tr><tr><td>Drying oven</td><td>Boxun</td><td>GZX-9140MBE</td><td></td></tr><tr><td>Isofluorane</td><td>RWD Life Science</td><td>902-0000-522</td><td></td></tr><tr><td>Stereotaxic apparatus</td><td>RWD Life Science</td><td>900-0068-507</td><td></td></tr><tr><td>Anesthesia apparatus</td><td>RWD Life Science</td><td>902-0000-510</td><td></td></tr><tr><td>Homeothermic Heating Device</td><td>Harvard Apparatus</td><td>K 024509</td><td></td></tr><tr><td>Amplifier Model 3000&amp;nbsp;</td><td>A-M Systems</td><td>61558</td><td></td></tr><tr><td>Micro1401 Analog Digital converter</td><td>Cambridge Electronic Design Ltd.</td><td>4383</td><td>Data acquisition unit</td></tr><tr><td>Spike2</td><td>Cambridge Electronic Design Ltd.</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

recording eeg in freely moving neonatal rats using a novel method

EEG ist eine nützliche Methode, um elektrische Aktivität im Gehirn zu erkennen. Darüber hinaus ist es ein weit verbreitetes Diagnosewerkzeug für verschiedene neurologische Erkrankungen wie Epilepsie und neurodegenerative Erkrankungen. Allerdings ist es technisch schwierig, EEG-Aufnahmen bei Neugeborenen zu erhalten, da es eine spezialisierte Handhabung und große Sorgfalt erfordert. Hier präsentieren wir eine neuartige Methode zur Aufzeichnung von EEG bei neonatalen Rattenwelpen (P8-P15). Wir haben eine einfache und zuverlässige Elektrode mit Computer Pin Loci; Es kann leicht in den Schädel eines Ratten-Welpen implantiert werden, um qualitativ hochwertige EEG-Signale im normalen und epileptischen Gehirn aufzuzeichnen. Pups erhielten eine intraperitoneale (ip) Injektion der Neurotoxin-Kaininsäure (KA), um epileptische Anfälle zu induzieren. Die in diesem Verfahren durchgeführte chirurgische Implantation ist weniger teuer als andere EEG-Verfahren für Neugeborene. Mit dieser Methode können Sie qualitativ hochwertige und stabile EEG-Signale für mehr als 1 Woche aufzeichnen. Darüber hinaus kann dieses Verfahren auch auf erwachsene ra angewendet werdenTs und Mäuse, um Epilepsie oder andere neurologische Störungen zu untersuchen.

<html> Wenn die obigen chirurgischen Eingriffe ordnungsgemäß durchgeführt werden, wird eine Neuzugriffs-EEG-Aufzeichnung mit einer Kanal-Ratte erfolgreich durchgeführt. 10 min nach der KA-Injektion entstand ein regelmäßiges Muster von Verhaltenszeichen in Form von unregelmäßigen Bewegungen und Kratzen, Zittern und Verlust des Gleichgewichts. Abbildung 2 zeigt die repräsentativen Roh-EEG-Spuren und interictalen, ictal-tonischen und ictal-clonic-expandierten Spuren. Wiederkehrende interictale und ictale EEG-Entladungsmuster begannen 15-60 min (30 ± 5,2 min, Mittelwert ± SEM) nach KA-Injektion (Abbildung 2A und 2B ). Fig. 2D und 2E stellen die tonisch-klonischen Anfälle dar, die der häufigste Typ sind. Die ictal-tonische Dauer dauerte 15,2 ± 0,9 s ( Abbildung 2D ). Die repräsentativen Ergebnisse zeigten, daß tonische Entladungen von klonischen Bursts folgten ( Fig. 2B, 2D und 2E ). <html> E_content &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/55489/55489fig1.jpg" /> Abbildung 1: Abbildung des chirurgischen Implantationsprotokolls. ( A ) Kleine Computerstifte ( B ) Buchse (links) und Stecker (rechts). Der Maßstab wird verwendet, um die Länge des weiblichen Stiftes zu messen. ( C ) Verbundener weiblicher und männlicher Stift. ( D ) Explosionsschädel Nr. 1 stellt die Referenzstelle vor, Nr. 2 präsentiert Bregma, Nr. 3 und 4 vorhandene Aufnahmestellen und Nr. 5 präsentiert Lambda. ( E ) Elektrodenimplantation Nr. 1 zeigt die Referenzelektrode, Nr. 3 und 4 die Aufzeichnungselektrode. ( F ) Wiedergewonnener Rattenwelpe (P9). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55489/55489fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> D / 55489 / 55489fig2.jpg &quot;/&gt; Abbildung 2: KA-induzierte neonatale Beschlagnahme. ( A ) Eine repräsentative EEG-Spur von einer P10-Ratte, die mit KA (2 mg / kg, ip) injiziert wurde, zeigte wiederkehrende epileptische Burst-Entladungen. ( B ) Erweiterte Ansicht von einzelnen clusterähnlichen epileptischen Entladungen aus der Box in A. ( C , D und E ) Typische interictale, ictal-tonische und ictal-clonische Spuren erweitert aus der Box in B. ( F ) Zusammengefasste Daten zeigen Die durchschnittliche EEG-Leistung (1 min Zeitfenster) vor und nach der KA-Injektion (Mittelwert ± SEM). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55489/55489fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/55489/55489fig3.jpg" /> Abbildung 3: EEG-Aufnahme-Setup. Repräsentative Spurenaufzeichnung ist shoWn in frei bewegten neonatalen Rattenwelpen. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55489/55489fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Hier stellen wir eine neuartige Technik vor, die für die Aufzeichnung der Elektroenzephalographie (EEG) in frei bewegten neonatalen epileptischen Welpen und deren Beschreibung, Funktionen und Anwendungen entwickelt wurde. Diese Methode erlaubt es, EEG für mehr als 1 Woche aufzunehmen.

Aufzeichnung von EEG in frei bewegten neonatalen Ratten mit einer neuartigen Methode

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 ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

13.2K Aufrufe.  South China Normal University.  Hier stellen wir eine neuartige Technik vor, die für die Aufzeichnung der Elektroenzephalographie (EEG) in frei bewegten neonatalen epileptischen Welpen und deren Beschreibung, Funktionen und Anwendungen entwickelt wurde. Diese Methode erlaubt es, EEG für mehr als 1 Woche aufzunehmen. 

Serie: Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Preterm EEG: A Multimodal Neurophysiological Protocol

Since its introduction in early 1950s, electroencephalography (EEG) has been widely used in the neonatal intensive care units (NICU) for assessment and monitoring of brain function in preterm and term babies. Most common indications are the diagnosis of epileptic seizures, assessment of brain maturity, and recovery from hypoxic-ischemic events. EEG recording techniques and the understanding of neonatal EEG signals have dramatically improved, but these advances have been slow to penetrate through the clinical traditions. The aim of this presentation is to bring theory and practice of advanced EEG recording available for neonatal units. 
In the theoretical part, we will present animations to illustrate how a preterm brain gives rise to spontaneous and evoked EEG activities, both of which are unique to this developmental phase, as well as crucial for a proper brain maturation. Recent animal work has shown that the structural brain development is clearly reflected in early EEG activity. Most important structures in this regard are the growing long range connections and the transient cortical structure, subplate. Sensory stimuli in a preterm baby will generate responses that are seen at a single trial level, and they have underpinnings in the subplate-cortex interaction. This brings neonatal EEG readily into a multimodal study, where EEG is not only recording cortical function, but it also tests subplate function via different sensory modalities. Finally, introduction of clinically suitable dense array EEG caps, as well as amplifiers capable of recording low frequencies, have disclosed multitude of brain activities that have as yet been overlooked.
In the practical part of this video, we show how a multimodal, dense array EEG study is performed in neonatal intensive care unit from a preterm baby in the incubator. The video demonstrates preparation of the baby and incubator, application of the EEG cap, and performance of the sensory stimulations.

This video explains the background theory of the neonatal EEG activity and the sensory responses, followed by a live demonstration of their recording in neonatal intensive care unit.

Preterm EEG: Ein multimodales Neurophysiologische Protokoll

Since its introduction in early 1950s, electroencephalography (EEG) has been widely used in the neonatal intensive care units (NICU) for assessment and ...

Forschung

Neurowissenschaften

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

Many progressive neurologic diseases in humans, such as epilepsy, require pre-clinical animal models that slowly develop the disease in order to test interventions at various stages of the disease process. These animal models are particularly difficult to implement in immature rodents, a classic model organism for laboratory study of these disorders. Recording continuous EEG in young animal models of seizures and other neurological disorders presents a technical challenge due to the small physical size of young rodents and their dependence on the dam prior to weaning. Therefore, there is not only a clear need for improving pre-clinical research that will better identify those therapies suitable for translation to the clinic but also a need for new devices capable of recording continuous EEG in immature rodents. Here, we describe the technology behind and demonstrate the use of a novel miniature telemetry system, specifically engineered for use in immature rats or mice, which is also effective for use in adult animals.

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.

Langfristige kontinuierliche EEG-Monitoring in Kleintier Models of Human Disease Mit dem Epoch Wireless Transmitter-System

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

Brain Source Imaging in Preclinical Rat Models of Focal Epilepsy using High-Resolution EEG Recordings

Electroencephalogram (EEG) has been traditionally used to determine which brain regions are the most likely candidates for resection in patients with focal epilepsy. This methodology relies on the assumption that seizures originate from the same regions of the brain from which interictal epileptiform discharges (IEDs) emerge. Preclinical models are very useful to find correlates between IED locations and the actual regions underlying seizure initiation in focal epilepsy. Rats have been commonly used in preclinical studies of epilepsy1; hence, there exist a large variety of models for focal epilepsy in this particular species. However, it is challenging to record multichannel EEG and to perform brain source imaging in such a small animal. To overcome this issue, we combine a patented-technology to obtain 32-channel EEG recordings from rodents2 and an MRI probabilistic atlas for brain anatomical structures in Wistar rats to perform brain source imaging. In this video, we introduce the procedures to acquire multichannel EEG from Wistar rats with focal cortical dysplasia, and describe the steps both to define the volume conductor model from the MRI atlas and to uniquely determine the IEDs. Finally, we validate the whole methodology by obtaining brain source images of IEDs and compare them with those obtained at different time frames during the seizure onset.

This video introduces the preparation, recording, and source analysis procedures of high-resolution EEG on sedated rats with a particular preclinical model of focal epilepsy under noninvasive conditions.

Gehirn Quelle Imaging in präklinischen Rattenmodellen von fokalen Epilepsie mit hochauflösenden EEG Recordings

Electroencephalogram (EEG) has been traditionally used to determine which brain regions are the most likely candidates for resection in patients with ...

Medizin

Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the neurogenesis of EEG is still very limited. Local field potentials (LFPs) recorded via a multi-laminar microelectrode can provide a more detailed account of simultaneous neural activity across different cortical layers in the neocortex, but the technique is invasive. Combining EEG and LFP measurements in a pre-clinical model can greatly enhance understanding of the neural mechanisms involved in the generation of EEG signals, and facilitate the derivation of a more realistic and biologically accurate mathematical model of EEG. A simple procedure for acquiring concurrent and co-localized EEG and multi-laminar LFP signals in the anesthetized rodent is presented here. We also investigated whether EEG signals were significantly affected by a burr hole drilled in the skull for the insertion of a microelectrode. Our results suggest that the burr hole has a negligible impact on EEG recordings.

This protocol describes a simple method for concurrent recording of co-localized electroencephalography (EEG) and multi-laminar local field potential in an anesthetized rat. A burr hole drilled in the skull for the insertion of a microelectrode is shown to produce negligible distortion of the EEG signal.

Gleichzeitige Aufnahme von Co lokalisierte Elektroenzephalographie und lokales Feld Potential in Nagetier

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the ...

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.

Gleichzeitige Aufnahmen der kortikalen lokales Feld Potentiale, Elektrokardiogramm, Elektromyogramm und Atemrhythmus aus einem frei beweglichen Ratte

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.

Nicht-invasive EEG-Ableitungen von frei beweglichen Ferkel

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

Electroencephalographic Recording of Epileptic Seizures in Epilepsy-Induced Rats

Source: Soukupov&#225;, M., et al. <a href="https://app.jove.com/v/58455">Microdialysis of Excitatory Amino Acids During EEG Recordings in Freely Moving Rats.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video demonstrates electroencephalographic (EEG) recording of epileptic seizures in epilepsy-induced rats. A rat with electrodes implanted in the ventral hippocampus is connected to the EEG recording system and placed in a plexiglass chamber. The rat is allowed to move freely while the brain activity is recorded to monitor the occurrence of seizures.

Elektroenzephalographische Aufzeichnung epileptischer Anfälle bei Epilepsie-induzierten Ratten

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neurophysiology

Stimulation and Modulation Techniques

Concurrent Electroencephalographic and Local Field Potential Recordings in an Anesthetized Rat

Source: Kang, S., et al. <a href="https://app.jove.com/v/56447">Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent.</a> J. Vis. Exp. (2017).
This video demonstrates the procedure for concurrent recordings of co-localized electroencephalography (EEG) and local field potentials (LFPs) in an anesthetized rat. The process involves preparing the rat and attaching stimulating electrodes to its whisker pads. An EEG spider electrode is placed on the rat&#39;s skull for surface EEG measurements. At the same time, a multi-channel microelectrode is inserted into a specific brain region through a burr hole in the skull to record neural activity from a localized brain area.

Gleichzeitige elektroenzephalographische und lokale Feldpotentialaufzeichnungen bei einer anästhesierten Ratte

Electrophysiology Techniques

Electroencephalography Recording in a Rat Model of Focal Epilepsy

Source: Bae, J. et al., <a href="https://app.jove.com/v/52700">Brain Source Imaging in Preclinical Rat Models of Focal Epilepsy using High-Resolution EEG Recordings.</a>&#160;J. Vis. Exp. (2015)
This video demonstrates a method for high-resolution EEG recording in a rat model of focal epilepsy. It outlines the steps involved in preparing the rat, connecting a multichannel EEG mini-cap to the rat&#39;s scalp, and recording the EEG to identify seizure-related events characteristic of the epilepsy model.

Elektroenzephalographie-Aufzeichnung in einem Rattenmodell der fokalen Epilepsie

Recording of Induced Seizures through Electroencephalography in Freely Moving Rat Pups

Source: Huo, Q. et al. <a href="https://app.jove.com/v/55489">Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method.</a> J. Vis. Exp. (2017)
The video demonstrates the recording of electroencephalogram (EEG) signals from seizure-induced rat pups. Take a freely moving pup implanted with electrodes connected to a data acquisition system. A neurotoxin is administered to induce epileptic seizures, and the resulting electrical bursting activity is monitored using the EEG signal.