ברצוננו להודות הלמוט Scheu עבור הזדמנות לערוך את המחקר שלנו אבי-Neumühle שבאזור.

כל ההליכים אושרו על ידי ועדת האתיקה המקומית (#23177-07/G10-1-010/G 15-15-011) ועקבתי האירופאי ותקנות הלאומית הגרמנית (באירופה קהילות םיאנתל, 86/609/ECC; Tierschutzgesetz).
כל ההליכים בבעלי חיים בוצעו על פי המרכז הרפואי לתקנות הוועדה יוהנס גוטנברג-אוניברסיטת מיינץ טיפול בבעלי חיים.
1. הגדרת
<ol><li>לפני הניסוי, לבדוק אם כל רעש בקו ולמצוא בעל מיקום הולם את האנטנה הקמה. רעש בקו מוצגת כמו גל סינוס Hz 60 או 50. הערה: המיקום של האנטנה, במיוחד את המרחק בין המשדר והמקלט תלוי הכוח התמסורת של המערכת. המערכת המשמש כאן היא מתכווננת. זה היה מותאם כוח נמוך יחסית, עם טווח שידור כ 3 מ'. בנוסף, גדרות מתכת אבי יכול לצנן את האות ולגרום הפרעות. במקרה זה, יש צורך למקם את האנטנה בתוך הכלוב ממתכת.</li>
	<li>השתמש תוף כבל כדי לספק את הסידור עם קו חשמל. חבר את המחשב הנייד, היחידה מקלט, לממיר אנלוגי-לדיגיטלי (במקרה הצורך) עבור מערכת טלמטריה מסוים נמצא בשימוש. הערה: המערכת. טלמטריה המשמש כאן לשלוח נתונים דיגיטליים למקבל. זה עשוי להיות שונה עבור מערכות אחרות.</li>
	<li>מקם את האלקטרודות, מהאיכותיים, Q-הטיפים, את המגבונים, וכן אבני ערבוב, בטבלה נפרדת.</li>
	<li>להכין את האלקטרודות עם כבלים קצרים. כדי לעשות זאת, לחתוך את האלקטרודות ו הלחמה אותם שוב באורך קצר ככל האפשר, בהתאם לגודל של החיה. הכבלים חייב להיות מספיק זמן. לחבר את העמדות ההקלטה הרצוי על הראש עם יחידת אא ג telemetric, לשדר את הנתונים. עליך להיות נסוג ולאחר מכוסה עור סיליקון דביק elastomer כבלים ארוכים מדי. כבלים ארוכים זה חייב להיות נסוג להפוך את התיקון סיליקון גדולים וכבדים.</li>
</ol>2. חזרזיר
<ol><li>לתפוס חזרזיר על ידי גרירה זה על הרגל או בית החזה. . תתאפק, להיות מודע כל עשיית צרכים או הטלת שתן.</li>
	<li>אם יש צורך בכך, סמן את חזרזיר עם מספר.</li>
	<li>לעטוף את חזרזיר במגבת. . חתימה חזרזיר. להיות מודע התחממות יתר של חזרזיר.</li>
	<li>החזק את חזרזיר ביד אחת הגוף או האמה. תשתמש ביד השנייה כדי להחזיק את החוטם. להיות מודע התחממות יתר של חזרזיר וודא כי זה בחינם לנשום כראוי.</li>
</ol>3. אלקטרודות
<ol><li>יש אדם השני לצרף האלקטרודות.</li>
	<li>לנקות את העור מלכלוך עם מים או אתנול. במידת הצורך, לגלח את הראש.</li>
	<li>הסר את כל תאי עור מתים עם ג'ל שוחקים EEG, מקלון. להסיר את הג'ל שוחקים לאחר מכן. לחלופין, השתמש בנייר זכוכית.</li>
	<li>לתקן את האלקטרודות הדבקה על המיקום הרצוי. מקם את האלקטרודות הקרקע מעל המוח הקטן (בין האוזניים), האלקטרודה הפניה על האף. המקום האלקטרודה הקלטה על המיקום הרצוי. הערה: במקרה זה, הקלטה unipolar בוצעה, כי ההפניה הונח עמדה ניטראלית (האף). יש אף מערכת סטנדרטית זמינה עבור חזירונים עד עכשיו. . הנה, עמדה הקלטה הקודקוד שימש (בין העין האוזן) על האונה הימנית במוח.</li>
	<li>חבר את כבלי ליחידה טלמטריה. הפעל את היחידה. בהתאם לסוג מערכת טלמטריה בשימוש, ייתכן מתג מגנטי או אות התעוררות תדר רדיו.</li>
	<li>מכסה את יחידת טלמטריה, כל כבלים אלקטרודות כל עם גומי סיליקון דביק עור שני (ראה טבלה של חומרים). על ידי ערבוב כמויות שוות של שני הרכיבים, הפעם ריפוי יהיו בטווח של 1 מינימלית עיניים, ריסים לא יכוסה עם הגומי.</li>
	<li>המתן עד גומי סיליקון הוא נרפא לגמרי.</li>
	<li>מקם את חזרזיר חזרה אבי.</li>
	<li>לבחון את חזרזיר כדי לראות אם זה מראה סימנים של אי נוחות לאורך תקופה ארוכה יותר של זמן (מספר דקות).</li>
</ol>4. מדידות
<ol><li>המתן עד לחזיר שיחזר ומתחיל לסנכרן את אופן הפעולה שלו עם זה של האחים והאחיות שלה (האכלה, משחק, שינה), בדרך כלל לאחר 30 s (איור 1).</li>
	<li>המתן שינה שלבים, אם רצונך בכך. זמן ההקלטה תלויה השאלה מדעיים ספציפיים. . הנה, שימשו מאולפן ההקלטות 10 דקות.</li>
	<li>אם יחידת טלמטריה מכוסה על ידי יותר מ-2 חזירונים אחרים, ייתכן האות נמוכה מדי עבור המקבל. בעדינות לדחוף החזרזירים משם, אם הם ישנים על העליונה. להיות מודע החזירה; זה עלול להגיב באגרסיביות.</li>
	<li>להתחיל את ההקלטה עם התוכנה רכישת נתונים (ראה טבלה של חומרים).</li>
</ol>5. סיום
<ol><li>לאחר ההקלטה (בדרך כלל מספר שעות), לתפוס חזרזיר שוב כמו כבר המתואר בשלב 2. להיות מודע החזירה; זה עלול להגיב באגרסיביות.</li>
	<li>הרם בעדינות את גומי סיליקון בקצה אחד. לאחר מכן, להסיר את תיקון שלם של גומי סיליקון המכילה האלקטרודות והתגובה היחידה טלמטריה. להיזהר עם העיניים של חזרזיר.</li>
	<li>מקם את חזרזיר חזרה אבי.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Conrad, M. S., Sutton, B. P., Dilger, R. N., Johnson, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vivo+three-dimensional+magnetic+resonance+imaging-based+averaged+brain+collection+of+the+neonatal+piglet+(Sus+scrofa).">An in vivo three-dimensional magnetic resonance imaging-based averaged brain collection of the neonatal piglet (Sus scrofa).</a> PLoS ONE. 9 (9), e107650 (2014).</li><li>de Camp, N. V., Hense, F., Lecher, B., Scheu, H., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Models+for+preterm+cortical+development+using+non+invasive+clinical+EEG.">Models for preterm cortical development using non invasive clinical EEG.</a> Translational Neuroscience. 8, 211-224 (2017).</li><li>Lapray, D., Bergeler, J., Dupont, E., Thews, O., Luhmann, H. J., Barculo, D., Daniels, 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+novel+telemetric+system+for+recording+brain+activity+in+small+animals.">A novel telemetric system for recording brain activity in small animals.</a> Telemetry: Research, Technology and Applications. , 195-203 (2009).</li><li>Kim, D., Yeon, C., Kim, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+experimental+validation+of+a+dry+non-+invasive+multi-channel+mouse+scalp+EEG+sensor+through+visual+evoked+potential+recordings.">Development and experimental validation of a dry non- invasive multi-channel mouse scalp EEG sensor through visual evoked potential recordings.</a> Sensors. 17, 326 (2017).</li><li>Moshayedi, 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=The+relationship+between+glial+cell+mechanosensitivity+and+foreign+body+reactions+in+the+central+nervous+system.">The relationship between glial cell mechanosensitivity and foreign body reactions in the central nervous system.</a> Biomaterials. 35, 3919-3925 (2014).</li><li>Barrese, J. C., 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=Failure+mode+analysis+of+silicon-based+intracortical+microelectrode+arrays+in+non-human+primates.">Failure mode analysis of silicon-based intracortical microelectrode arrays in non-human primates.</a> Journal of Neural Engineering. 10, 066014 (2013).</li><li>Hellstr&#246;m-Westas, L., Ros&#233;n, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroencephalography+and+brain+damage+in+preterm+infants.">Electroencephalography and brain damage in preterm infants.</a> Early Human Development. 81, 255-261 (2005).</li><li>Lloyd, R. O., Goulding, R. M., Filan, P. M., Boylan, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overcoming+the+practical+challenges+of+electroencephalography+for+very+preterm+infants+in+the+neonatal+intensive+care+unit.">Overcoming the practical challenges of electroencephalography for very preterm infants in the neonatal intensive care unit.</a> Acta Paediatrica. , 152-157 (2015).</li><li>Clancy, B., Finlay, B. L., Darlington, R. B., Anand, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extrapolating+brain+development+from+experimental+species+to+humans.">Extrapolating brain development from experimental species to humans.</a> Neurotoxicology. 28, 931-937 (2007).</li><li>Iyer, K. K., 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=Cortical+burst+dynamics+predict+clinical+outcome+early+in+extremely+preterm+infants.">Cortical burst dynamics predict clinical outcome early in extremely preterm infants.</a> Brain. 138, 2206-2218 (2015).</li><li>Luhmann, H., de Camp, N., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+brain+activity+in+preterms:+mathematics+helps+to+predict+clinical+outcome.">Monitoring brain activity in preterms: mathematics helps to predict clinical outcome.</a> Brain. 138, 2114-2125 (2015).</li><li>Dragomir, A., Akay, Y., Curran, A. K., Akay, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complexity+measures+of+the+central+respiratory+networks+during+wakefulness+and+sleep.">Complexity measures of the central respiratory networks during wakefulness and sleep.</a> Journal of Neural Engineering. 5, 254-261 (2008).</li><li>Peever, J., Fuller, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biology+of+REM+sleep.">The biology of REM sleep.</a> Current Biology. 27, R1237-R1248 (2017).</li><li>Robert, S., Dallaire, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polygraphic+Analysis+of+the+sleep-wake+states+and+the+REM+Sleep+periodicity+in+domesticated+pigs+(Sus+scrofa).">Polygraphic Analysis of the sleep-wake states and the REM Sleep periodicity in domesticated pigs (Sus scrofa).</a> Physiology &amp; Behavior. 37 (2), 289-293 (1986).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

שלב קריטי בפרוטוקול הוא הקשר העור נאותה עם האלקטרודות, במיוחד האלקטרודה הקרקע, כדי להשיג הקלטות יציב עם רעש נמוכה. יתר על כן, מאז חזירונים זריז מאוד, חשוב לכסות את כל המערכת עם גומי סיליקון כדי להגן על האלקטרודות והתגובה היחידה טלמטריה. יתר על כן, אם מתבצעות באורווה עם רצפת מחורצת, להיות זהי?...

החזרזירים הם מערכת מודל מתפתחים המוח1. על מנת לחזק את המחקר translational, שהמצאנו שיטה כדי להקליט האא ג לא פולשנית, קליניים חזירונים ערככם2 (איור 1 ואיור 2). שני תנאים מוקדמים לשימוש translational של הקלטות EEG, לגבי דפוסי EEG הקשורים עם ההבשלה בקליפת המוח, הם מתודולוגיה לא פולשנית, להשוות את ההגדרה הקלינית, על ההתנזרות של כדורי הרגעה או הרדמה. מערכת טלמטריה אחד-ערוץ3 בשילוב עם אלקטרודות הדבקה יכול להיות קבוע בבערך 5 דק. לאחר מכן, החזרזירים להתאושש במהירות הליך הטיפול ולסנכרן את ההתנהגות של המודם האחר האכלה ושינה חזירונים, החזירה.
למרות שיש כבר ניסיונות לשימוש לא פולשנית EEG הקלטות חיות מסומם4, רוב המחקרים אלקטרואנצפלוגרם מחיות מתנהלים עם גישות פולשניות. שיטות אלה יש תופעות לוואי לגבי תהליכים דלקתיים סביב5,מושתל אלקטרודות6 , ברוב המקרים, הם דורשים הפרדה חברתית של החיות בגלל הרכיבים החיצוניים של מערכת EEG מושתל. ומכאן, התרגום של הנתונים הללו ההקשר הקליני הוא קשה. הצורך גישות translational הופך להיות ברור על ידי העובדה כי עדיין לא ידוע כיצד ההבשלה המוח "נורמלי" במהלך הפיתוח המוקדם בקליפת המוח מיוצג על-ידי אלקטרואנצפלוגרם קלינית, לא פולשנית7. פער הידע זה נגרמת בשל האתגרים הטכניים הקשורים EEG הקלטות של לידה מוקדמת תינוקות8. במערכות המודל החייתי, דפוסי התפתחות מוקדמת קורטיקלית נגישים יותר, שכן רוב החיות נולדים עם "שכל לידה מוקדמת" בהשוואה הפיתוח בקליפת המוח האנושי9. מלבד שנשמרת דפוסי פיתוח בקליפת המוח על פני מינים2, לאחרונה הוכח כי הקלטות EEG תינוקות לידה מוקדמת ניתן גם לחזות את התוצאה הקלינית בודדים במהלך החיים מאוחר יותר10,11. השיטה המתוארת כאן היא שימושית במיוחד עבור ההיבטים translational של מיינדפולנס.

<table><tbody><tr><td>Disposable adhesive&lt;br/&gt; surface silver/silver chloride electrodes</td><td>Spes&lt;br/&gt; Medica S.r.l., Genova, Italy</td><td></td><td>Self adhesive hydrogel electrode</td></tr><tr><td>Abralyt HiCl</td><td>Easycap GmbH</td><td></td><td>Abrasive cream</td></tr><tr><td>Body Double fast</td><td>Smooth On Inc.</td><td></td><td>Skin adhesive silicone</td></tr><tr><td>Telemetry system</td><td></td><td></td><td>Internal development</td></tr><tr><td>Picolog 1216</td><td>Pico Technology</td><td></td><td>AD converter</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>Panasonic</td><td></td><td>Rugged laptop</td></tr><tr><td>Receiver</td><td></td><td></td><td>Internal development</td></tr></tbody></table>

noninvasive eeg recordings from freely moving piglets

השיטה מאפשרת ההקלטה של איכות גבוהה electroencephalograms (האא ג) לנוע בחופשיות חזירונים ישירות באבי. אנו משתמשים במערכת ערוץ אחד אלקטרואנצפלוגרם telemetric בשילוב עם אלקטרודות הידרוג הדבקה רגיל. החזרזירים הם חלולים ללא שימוש בכדורי שינה. לאחר שחרורם אל אבי, החזרזירים והפיהרר — הם לשתות, לישון תוכלת כמו אחיהם. שלבי השינה שלהם משמשים ההקלטות EEG.

הצלחנו להקליט דפוסי EEG טיפוסי משויכת ללא השינה, כמו ציר צרורות או מברשות דלתא, לנוע בחופשיות חזירונים (איור 1 ואיור 2). אנחנו התעניינו בעיקר דפוסים נציג במהלך ללא ראם שינה, אבל השלבים של תרדמה דמוית-REM12 עם משרעת נמוכה מאוד היו גם ?...

Watch this Scientific Journal Video about Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets at JoVE.com

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

כאן, אנחנו מציגים פרוטוקול electroencephalograms שיא telemetric (האא ג) לנוע בחופשיות חזירונים ישירות באבי ללא שימוש הרגעה, מהצנרת להקליט דפוסי EEG אופייני במהלך ללא השינה, כמו ציר התפרצויות.

EEG לא פולשנית הקלטות לנוע בחופשיות חזירונים

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

noninvasive-eeg-recordings-from-freely-moving-piglets

Research

JoVE Journal

Neuroscience

7.2K Views.  Free University Berlin. כאן, אנחנו מציגים פרוטוקול electroencephalograms שיא telemetric (האא ג) לנוע בחופשיות חזירונים ישירות באבי ללא שימוש הרגעה, מהצנרת להקליט דפוסי EEG אופייני במהלך ללא השינה, כמו ציר התפרצויות.

Video: Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

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

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

הקלטה EEG בחופשיות העברת חולדות neonatal בשיטת רומן

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 ...

Adaptation of Microelectrode Array Technology for the Study of Anesthesia-induced Neurotoxicity in the Intact Piglet Brain

Every year, millions of children undergo anesthesia for a multitude of procedures. However, studies in both animals and humans have called into question the safety of anesthesia in children, implicating anesthetics as potentially toxic to the brain in development. To date, no studies have successfully elucidated the mechanism(s) by which anesthesia may be neurotoxic. Animal studies allow investigation of such mechanisms, and neonatal piglets represent an excellent model to study these effects due to their striking developmental similarities to the human brain.
This protocol adapts the use of enzyme-based microelectrode array (MEA) technology as a novel way to study the mechanism(s) of anesthesia-induced neurotoxicity (AIN). MEAs enable real-time monitoring of in vivo neurotransmitter activity and offer exceptional temporal and spatial resolution. It is hypothesized that anesthetic neurotoxicity is caused in part by glutamate dysregulation and MEAs offer a method to measure glutamate. The novel implementation of MEA technology in a piglet model presents a unique opportunity for the study of AIN.

This study explores the novel use of enzyme-based microelectrode array (MEA) technology to monitor in vivo neurotransmitter activity in piglets. The hypothesis was that glutamate dysregulation contributes to the mechanism of anesthetic neurotoxicity. Here, we present a protocol to adapt MEA technology to study the mechanism of anesthesia-induced neurotoxicity.

עיבוד של טכנולוגיית מערך Microelectrode לחקר הרדמה-induced Neurotoxicity במוח חזרזיר שלם

Every year, millions of children undergo anesthesia for a multitude of procedures. However, studies in both animals and humans have called into question ...

Subdural Soft Electrocorticography (ECoG) Array Implantation and Long-Term Cortical Recording in Minipigs

Neurological impairments and diseases can be diagnosed or treated using electrocorticography (ECoG) arrays. In drug-resistant epilepsy, these help delineate the epileptic region to resect. In long-term applications such as brain-computer interfaces, these epicortical electrodes are used to record the movement intention of the brain, to control the robotic limbs of paralyzed patients. However, current stiff electrode grids do not answer the need for high-resolution brain recordings and long-term biointegration. Recently, conformable electrode arrays have been proposed to achieve long-term implant stability with high performance. However, preclinical studies for these new implant technologies are needed to validate their long-term functionality and safety profile for their translation to human patients. In this context, porcine models are routinely employed in developing medical devices due to their large organ sizes and easy animal handling. However, only a few brain applications are described in the literature, mostly due to surgery limitations and integration of the implant system on a living animal.
Here, we report the method for long-term implantation (6 months) and evaluation of soft ECoG arrays in the minipig model. The study first presents the implant system, consisting of a soft microfabricated electrode array integrated with a magnetic resonance imaging (MRI)-compatible polymeric transdermal port that houses instrumentation connectors for electrophysiology recordings. Then, the study describes the surgical procedure, from subdural implantation to animal recovery. We focus on the auditory cortex as an example target area where evoked potentials are induced by acoustic stimulation. We finally describe a data acquisition sequence that includes MRI of the whole brain, implant electrochemical characterization, intraoperative and freely moving electrophysiology, and immunohistochemistry staining of the extracted brains.
This model can be used to investigate the safety and function of novel design of cortical prostheses; mandatory preclinical study to envision translation to human patients.

Subdural Soft Electrocorticography ECoG Array Implantation and Long-Term Cortical Recording in Minipigs

Here, we present a method for the long-term performance and safety assessment of soft subdural electrode arrays in a minipig model, describing surgical method and tools, postoperative magnetic resonance imaging, electrophysiology of the auditory cortex, electrochemical properties of the implant, and postmortem immunochemistry.

השתלת מערך אלקטרוקורטיקוגרפיה רכה תת-דוראלית (ECoG) ורישום קליפת המוח לטווח ארוך במיני-חזירים

Neurological impairments and diseases can be diagnosed or treated using electrocorticography (ECoG) arrays. In drug-resistant epilepsy, these help ...

Bioengineering

Noninvasive Electrocardiography in the Perinatal Mouse

Electrocardiography (ECG) has long been relied upon as an effective and reliable method of assessing cardiovascular (and cardiopulmonary) function in both human and animal models of disease. Individual heart rate, rhythm, and regularity, combined with quantitative parameters collected from ECG, serve to assess the integrity of the cardiac conduction system as well as the integrated physiology of the cardiac cycle. This article provides a comprehensive description of the methods and techniques used to perform a noninvasive ECG on perinatal and neonatal mouse pups as early as the first postnatal day, without requiring the use of anesthetics. This protocol was designed to directly address a need for a standardized and repeatable method for obtaining ECG in newborn mice. From a translational perspective, this protocol proves to be entirely effective for characterization of congenital cardiopulmonary defects generated using transgenic mouse lines, and particularly for analysis of defects causing lethality at or during the first postnatal days. This protocol also aims to directly address a gap in the scientific literature to characterize and provide normative data associated with maturation of the early postnatal cardiac conduction system. This method is not limited to a specific postnatal timepoint, but rather allows for ECG data collection in neonatal mouse pups from birth to postnatal day 10 (P10), a window that is of critical importance for modeling human diseases in vivo, with particular emphasis on congenital heart disease (CHD).

Here, we present a noninvasive electrocardiography (ECG) protocol, optimized for early postnatal mice, that does not require the use of anesthetics.

אלקטרוקרדיוגרפיה לא פולשנית בעכבר פרילינטל

Electrocardiography (ECG) has long been relied upon as an effective and reliable method of assessing cardiovascular (and cardiopulmonary) function in both ...

Medicine

Echocardiography Recording in Awake Miniature Pigs

Echocardiography uses ultrasonic waves to non-invasively assess cardiac structure and function and is the standard of care for cardiac assessment and monitoring. The miniature pig, or minipig, is increasingly being used as a model of cardiac disease in medical research. Pigs are notoriously difficult to restrain and handle safely, and, therefore, research echocardiography in this species is almost always performed under anesthesia or heavy sedation. Anesthetics and sedatives universally affect cardiovascular function and may cause the depression of cardiac output and blood pressure, increases or decreases in heart rate and systemic vascular resistance, changes in the electrical rhythm, and altered coronary blood flow. Therefore, sedated or anesthetized echocardiography may not accurately depict the progression of cardiac disease in large animal models, thereby limiting the translational value of these important studies. This paper describes a novel device that allows for standing awake echocardiography in minipigs. In addition, training techniques used to teach pigs to tolerate this painless and non-invasive procedure without the need for hemodynamic-altering anesthetics are described. Standing awake echocardiography represents a safe and feasible way to perform the most common cardiac monitoring test in minipigs for cardiovascular research.

A simple cart construct, built to perform research echocardiography in standing awake minipigs, is described, along with building considerations, training techniques, and representative ultrasound images.

רישום אקוקרדיוגרפיה בחזירים מיניאטוריים ערים

Echocardiography uses ultrasonic waves to non-invasively assess cardiac structure and function and is the standard of care for cardiac assessment and ...

<meta charset="utf8"></head><body>הקלטות EEG/ECG רציפות בארנבים באמצעות מיקום אלקטרודות תת-עוריות

Surgical Implant Procedure and Wiring Configuration for Continuous Long-Term EEG/ECG Monitoring in Rabbits

A multi-system approach that includes the continuous collection of electroencephalogram (EEG) and electrocardiogram (ECG) recordings facilitates a comprehensive assessment of electrical activity in the brain and heart, particularly leading up to and surrounding episodic events. Building on our previous protocol that facilitates the collection of intermittent EEG/ECG recordings from conscious restrained rabbits, we developed a protocol for the collection of continuous EEG/ECG recordings from unrestrained rabbits. This new method enables high-quality 24/7 recordings in the housing cage, which captures the normal range of physiological states and enables the rabbits to move, eat, drink, and sleep freely. It enables comprehensive assessments of the prevalence, incidence, and susceptibility to EEG/ECG abnormalities, seizures, arrhythmias, and sudden death. This procedure involves the surgical placement of subdermal electrodes and the design and manufacturing of a robust wiring system that is impervious to damage by the rabbits. The surgical procedure includes two incisions and the sub-dermal tunneling of nine electrodes and wires that exit through a custom-made port. The external connector attaches to a wire harness that includes an electrical swivel, which allows for&#160;free range of rabbit motion throughout its cage. Additionally, the wires are enclosed in a metal sheath suspended by a retractor cable from the ceiling of the rabbit&#39;s cage. The wires are then connected to an amplifier/digitizer for the acquisition of high-quality continuous EEG/ECG recordings.

<meta charset="utf8"></head><body>הליך השתלה כירורגית ותצורת חיווט לניטור EEG/ECG רציף לטווח ארוך בארנבים

The study outlines a protocol for the design, manufacturing, and placement of a novel continuous EEG/ECG recording system in rabbits. This hard-wired system allows for continuous EEG/ECG recordings from nine distinct electrodes on the head and chest, which facilitates comprehensive assessments of electrical activity in the brain and heart.

הליך השתלה כירורגית ותצורת חיווט לניטור EEG/ECG רציף לטווח ארוך בארנבים

A multi-system approach that includes the continuous collection of electroencephalogram (EEG) and electrocardiogram (ECG) recordings facilitates a ...

Measuring Brain Glutamate Levels Under Anesthesia in Neonatal Piglets Using a Microelectrode Array

Source: Geyer, E. D., et al. <a href="https://app.jove.com/v/57391">Adaptation of Microelectrode Array Technology for the Study of Anesthesia-induced Neurotoxicity in the Intact Piglet Brain.</a> J. Vis. Exp. (2018).
This video demonstrates the measurement of glutamate levels in the brain of an anesthetized neonatal piglet using a microelectrode array (MEA). The procedure involves creating a craniotomy window in the pig skull and inserting the MEA into the brain region of interest. The glutamate-oxidase-coated recording sites of the MEA convert extracellular brain glutamate to hydrogen peroxide, which generates a measurable current. This current is measured and normalized against background noise to determine brain glutamate levels under anesthesia.

מדידת רמות גלוטמט במוח בהרדמה בחזירונים יילודים באמצעות מערך מיקרואלקטרודות

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

Electrophysiology Techniques

Subdural Implantation of a Soft Electrocorticography Array for Cortical Electrophysiology Recording in Minipigs

Source: Fallegger, F. et al., <a href="https://app.jove.com/v/64997">Subdural Soft Electrocorticography (ECoG) Array Implantation and Long-Term Cortical Recording in Minipigs.</a>&#160;J. Vis. Exp. (2023).
This video demonstrates the implantation of a soft electrocorticography array and the long-term cortical recordings in a minipig. It outlines the steps involved in surgically implanting the array over the minipig&#39;s auditory cortex and recording both baseline and sound stimulus-evoked neuronal action potentials.

EEG לא פולשנית הקלטות לנוע בחופשיות חזירונים

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

הקלטה EEG בחופשיות העברת חולדות neonatal בשיטת רומן

עיבוד של טכנולוגיית מערך Microelectrode לחקר הרדמה-induced Neurotoxicity במוח חזרזיר שלם

השתלת מערך אלקטרוקורטיקוגרפיה רכה תת-דוראלית (ECoG) ורישום קליפת המוח לטווח ארוך במיני-חזירים

אלקטרוקרדיוגרפיה לא פולשנית בעכבר פרילינטל

רישום אקוקרדיוגרפיה בחזירים מיניאטוריים ערים

הליך השתלה כירורגית ותצורת חיווט לניטור EEG/ECG רציף לטווח ארוך בארנבים

הליך השתלה כירורגית ותצורת חיווט לניטור EEG/ECG רציף לטווח ארוך בארנבים

הליך השתלה כירורגית ותצורת חיווט לניטור EEG/ECG רציף לטווח ארוך בארנבים

מדידת רמות גלוטמט במוח בהרדמה בחזירונים יילודים באמצעות מערך מיקרואלקטרודות

השתלה תת-דוראלית של מערך אלקטרוקורטיקוגרפיה רכה לרישום אלקטרופיזיולוגיה קורטיקלית במיני-חזירים