A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
הפרוטוקול הנוכחי מתאר הליך פשוט לרכישה וניתוח הטופוגרפיה של פוטנציאלים מעוררים חזותיים אפיקרניאליים עם אלקטרודות סרט דק רב-ערוציות בעכבר.
פוטנציאלים מעוררים חזותיים (VEP) מאפשרים אפיון של תפקוד הראייה במודלים פרה-קליניים של עכברים. קיימות שיטות שונות למדידת VEPs בעכברים, החל מ-EEG לא פולשני, אלקטרודות חד-עוריות תת-עוריות ו-ECoG ועד להקלטות פולשניות לחלוטין של קליפת המוח הראייתית הרב-ערוצית. זה יכול להיות שימושי לרכוש אפיון גלובלי טופוגרפי ברמת EEG של תגובות חזותיות לפני מדידות מיקרואלקטרודות תוך-קורטיקליות מקומיות במסגרות ניסוי אקוטיות. לדוגמה, מקרה שימוש אחד הוא להעריך שינויים צולבים גלובליים בטופוגרפיה של VEP במודלים של חירשות לפני לימוד ההשפעות שלה ברמה התוך-קורטיקלית המקומית. EEG אפיקרניאלי רב-ערוצי הוא שיטה חזקה לרכישת מדד סקירה כזה של פעילות חזותית בקליפת המוח. EEG אפיקרניאלי רב-ערוצי מספק תוצאות דומות באמצעות גישה סטנדרטית ועקבית, למשל, לזיהוי שינויים חוצי מודלים, פתולוגיים או הקשורים לגיל בתפקוד הראייה בקליפת המוח. המחקר הנוכחי מציג שיטה להשגת ההתפלגות הטופוגרפית של VEPs מעוררי הבזק עם מערך אלקטרודות EEG של 32 ערוצים בעכברים מורדמים. בשילוב עם ניתוח בתחום הזמן והתדירות, גישה זו מאפשרת אפיון וסינון מהיר של הטופוגרפיה ותכונות הראייה הבסיסיות של תפקוד הראייה בקליפת המוח של העכבר, שניתן לשלב עם הגדרות ניסוי חריפות שונות.
עכברים הם מודל פרה-קליני של תהליכים ניווניים של ראייה ומחלות עיניים 1,2,3,4. פוטנציאלים מעוררים חזותיים (VEPs) משמשים בדרך כלל למדידת תפקוד הראייה בקליפת המוח ולמשל, להערכת ניוון חזותי במודלים פתולוגיים 5,6. חביון ה-VEP, זמן ההולכה, המשרעת, המאפיינים המולטיפוקאליים או החדות המרחבית של פוטנציאלים מעוררים חזותיים בקליפת המוח מספקים מידע אבחוני על השלמות התפקודית של מערכת הראייה 7,8,9.
בעכברים, ניתן למדוד פוטנציאלים מעוררים חזותיים בקליפת המוח על פני קני מידה מרחביים שונים בשיטות בעלות מורכבות שונה החל מ-EEG לא פולשני, אלקטרודות מחט תת-עוריות וברגים מושתלים בגולגולת, לגישות תוך גולגולתיות פולשניות לחלוטין עם ECoG אפיקורטיקלי, ועד להקלטות אלקטרודות תוך-קורטיקליות 10,11,12,13,14,15,16,17 . לשיטות אלה יש חוזקות וחולשות שונות. לדוגמה, מספר נמוך של אלקטרודות מספק רק מידע מוגבל על התפלגות VEP בקליפת המוח, בעוד שאלקטרודות מחט תת עוריות לרוב אינן מצליחות להבטיח מיקומי הקלטה עקביים. יתר על כן, ברגים מושתלים או שיטות פולשניות לחלוטין דורשים נזק, חדירה או הסרה של הגולגולת ולעתים קרובות מספקים מידע מקומי בלבד.
בניסויים אקוטיים, לעתים קרובות רצויה סקירה גלובלית ראשונה של תפקוד הראייה בקליפת המוח, שלאחריה בסופו של דבר באים שלבים ניסיוניים נוספים ומושווים להקלטות תוך-קורטיקליות מקומיות. לדוגמה, מקרה שימוש פוטנציאלי אחד מנוצל תחילה כדי לחקור את ההשפעות ברמת ה-EEG של ארגון מחדש חזותי של חירשות או אובדן שמיעה על טופוגרפיה של VEP ופעילות חזותית בקליפת המוח18,19 לפני לימוד ההשפעות ברמה התוך-קורטיקלית המקומית.
הקלטות EEG רב-ערוציות עם מערכי מרובי אלקטרודות בסרט דק יכולות לספק טופוגרפיה שיטתית של VEP מגולגולת העכבר 20,21,22,23,24. להקלטות אפיקרניאליות כאלה יכולים להיות יתרונות על פני הקלטות ECoG על ידי השארת שלמות הגולגולת שלמה והימנעות ממניפולציה ישירה של פני השטח בקליפת המוח. בנוסף, ריבוי אלקטרודות בסרט דק מספקות תצורת אלקטרודה סטנדרטית, המאפשרת השוואה של פעילות מוחית מרחבית-זמנית מעוררת חזותית בין ניסויים בדומה למערכת EEG סטנדרטית בבני אדם25. מסגרת סטנדרטית מאפשרת גם שימוש בארגזי כלים נפוצים לניתוח EEG (למשל, Fieldtrip, Chronux, EEGLAB ו-ERPLAB) כדי לנתח EEG של עכברים בתחום הזמן והתדר או במונחים של קישוריות 26,27,28,29,30,31.
הפרוטוקול הנוכחי מתאר הליך להקלטות VEP טופוגרפיות בעכברים באמצעות אלקטרודת סרט דק בעלת 32 ערוצים. זה יכול לשמש כחלק מניסויים אקוטיים ואחריהם שלבים ניסיוניים נוספים, כגון הקלטות מיקרואלקטרודות תוך-קורטיקליות מאזורים ספציפיים במוח. כאן מודגם כיצד להקליט באופן אמין VEPs מעוררי הבזק אפיקרניאלי עם אלקטרודות סרט דק של 32 ערוצים מהעכבר. בנוסף, מוצג ניתוח מופתי של הקלטות VEP טופוגרפיות בתחום הזמן והתדר.
כל בעלי החיים טופלו ושוכנו על פי הגרמנים (TierSchG, BGBl. I S. 1206, 1313) והאיחוד האירופי (ETS 123; הנחיה 2010/63/EU) הנחיות למחקר בבעלי חיים. הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי רשויות המדינה הגרמניות (המשרד להגנת הצרכן ובטיחות המזון של סקסוניה התחתונה, LAVES) והיו תחת פיקוח של קצין רווחת בעלי החיים באוניברסיטה. עכבר זכר בן 3 חודשים C57BL/6J שימש למחקר הנוכחי.
1. פרטי בעלי חיים
2. אינדוקציה של הרדמה כללית
3. ניטור פיזיולוגי ותחזוקה של הרדמה כללית
4. מיקום אלקטרודות והגדרת הקלטה
5. הקלטת EEG ומדידת VEP
6. סיום הניסוי, הסרת אלקטרודות וניקוי אלקטרודות
7. עיבוד אותות VEP בסיסי: תחום זמן ותדר
הקלטת פוטנציאלים מעוררים חזותיים עם EEG רב-ערוצי מאפשרת הערכה של הטופוגרפיה של אמפליטודות VEP, חביון או רכיבי תדר בעכברים. איור 2A מציג דוגמה לטופוגרפיה של VEP מעוררת הבזק שתועדה עם EEG אפיקרניאלי בן 32 ערוצים מעכבר C57BL/6J זכר בן 3 חודשים. הפעילות המעוררת החזותית ה?...
מאמר זה מתאר שיטה לרישום EEG רב-ערוצי אפי-גולגולתי עם אלקטרודות סרט דק וכיצד לרכוש ייצוג טופוגרפי עקבי של פוטנציאלים מעוררים חזותיים בעכבר. כאן, הראינו לדוגמה גירוי הבזק דו-עיני, אך ניתן ליישם גישה זו גם עם סוגים אחרים של גירויים חזותיים (כלומר, סורגים חד-עיריים, מרחביים, שד...
המחברים מצהירים שאין אינטרסים פיננסיים מתחרים או ניגודי אינטרסים אחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המחקר הגרמנית (Deutsche Forschungsgemeinschaft, Cluster of Excellence 2177 "Hearing4all", פרויקט מספר 390895286).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Bepanthen 5% Dexpantheol | Bayer | Ophtamic gel | |
Cheetah software 5.11 | Neuralnyx | Version 5.11 | Recording software for neurophysiologcal signals |
Digital Lynx SX | Neuralynx | Digital Lynx 16SX | Recording system |
ECG differential amplifier | Otoconsult | WDA2 V1.0 | |
Electric shaver | Aesculap | GT420 | |
Electrode Holder | TSE Systems | 430005-HE | |
Examination light | Heine | HL 5000 | Cold light source lamp |
Heating Pad + Temperature Control system | CWE | TC-1000 Mouse | |
Histoacryl 0.5 mL | B.Braun | Tissue adhesive | |
Infrared heat lamp | Sanitas | SIL 06 | |
Ketamine 10% | WDT | Ketaminhydrochlorid | |
LED stroboscope | Monarch | Nova Strobe PBL | Visual stimulation |
Matlab 2021a | The Mathworks | 2021a | Stimulus control and analysis |
Moria Vessel Clamp | Fine Science Tools | 18320-11 | |
Mouse EEG electrode | NeuroNexus | H32 (Reticular) | 32-channel EEG electrode. Thickness: 20 μm; length: 8.6 mm; width 6.8 mm. Platinum sites: 500 μm diameter |
Mouse Frame | custom made | Information available on request | |
Multifunction I/O device | National Instruments | PCIe-6353 with BNC 2090A | Analog stimulus generation, output, and trigger |
NaCl 0.9% | B.Braun | Isotonic, sterile, nonpyrogenic | |
Neuralynx HS36 | Neuralynx | HS-36 | Headstage |
Neuronexus probe connector | Neuralynx | ADPT-HS36-N2T-32A | Electrode connector |
Oscilloscope | Tektronix | TDS 2014B | |
Progent Intensive Cleaner | Menicon | Protein remover and disinfecting solution for rigid gas permeable lenses | |
Recording PC | HP | HP Z800 | Recording PC |
Rimadyl (Carprofen) | Zoetis | Carprofen | |
Silicon Oil M 1000 | Carl Roth | 4045.1 | |
Silver wire | Science Products | AG-8W | Diameter 203 µm; ECG and reference electrode |
Sound proof chamber | IAC acoustics | ||
Stereotactic Micromanipulator | TSE Systems | 430005-M/P | For EEG electrode placement |
Stimulation PC | Dell | Dell Precision T5810 | Stimulation PC |
Surgical microscope | Zeiss | Op-Mi Focus | |
Surgical tape | 3M | 1527-0 | 1.25 cm x 9.1 m |
Thilo-Tears 3 mg/g | Alcon Pharma GmbH | Ophtamic gel | |
Vaselin Lichtenstein | Winthrop | White vaselin ointment | |
Xylazin 2% | Bernburg | Xylazinehydrochlorid | |
Xylocaine Spray (10 mg/puff) | Aspen | Lidocaine |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved