Registrazioni di EEG non invadente da muoversi liberamente suinetti

Riepilogo

Qui, presentiamo un protocollo per registrare telemetrici elettroencefalogrammi (EEG) di muoversi liberamente suinetti direttamente nel porcile senza l'uso di sedativi, rendendo possibile registrare tipico pattern EEG durante non - REM del sonno, come mandrino scoppia.

Abstract

Il metodo permette la registrazione di alta qualità elettroencefalogrammi (EEG) di muoversi liberamente suinetti direttamente nel porcile. Usiamo un sistema telemetrico elettroencefalografia un canale in combinazione con gli elettrodi autoadesivi standard idrogel. I suinetti sono calmati giù senza l'uso di sedativi. Dopo il loro rilascio in porcile, i suinetti si comportano normalmente — bevono e dormire nello stesso ciclo come i loro fratelli. Loro fasi di sonno sono utilizzati per le registrazioni di EEG.

Introduzione

Suinetti sono un sistema di modello emergente per neuroscienza¹. Al fine di rafforzare la ricerca traslazionale, abbiamo inventato un metodo per registrare EEGs non invasiva, clinica da sfrenato suinetti² (Figura 1 e Figura 2). Due prerequisiti per un uso traslazionale di registrazioni di EEG, per quanto riguarda i modelli di EEG connessi con maturazione corticale, sono una metodologia non invasiva, paragonabile alla regolazione clinica e l'astinenza di sedativi o anestesia. Un canale telemetria system³ in combinazione con elettrodi autoadesivi può essere fissato in circa 5 min. in seguito, i suinetti saranno recuperare rapidamente dalla procedura di gestione e sincronizzare la loro alimentazione e sonno comportamento a quello degli altri la scrofa e porcellini.

Anche se ci sono già i tentativi di utilizzare le registrazioni di EEG non invasivo da animali sedati⁴, maggior parte dei studi di elettroencefalografia da animali sono condotti con approcci invasivi. Questi metodi hanno effetti collaterali per quanto riguarda i processi infiammatori intorno al^5,di elettrodi impiantati⁶ e, nella maggior parte dei casi, richiedono una separazione sociale degli animali a causa di componenti esterni del sistema EEG impiantato. Quindi, la traduzione di questi dati nel contesto clinico è difficile. La necessità di approcci traslazionale sta diventando chiaro dal fatto che non è ancora noto come una maturazione "normale" del cervello durante lo sviluppo corticale iniziale è rappresentata da elettroencefalografia clinica, non-invasivo⁷. Questo divario di conoscenza è causato da problemi tecnici connessi con le registrazioni di EEG da pretermine babies⁸. Nei sistemi di modello animali, modelli di sviluppo corticale precoce meglio sono accessibili, poiché la maggior parte degli animali sono nati con un "cervello pretermine" rispetto umano sviluppo corticale⁹. Oltre a modelli conservati dello sviluppo corticale attraverso specie², recentemente è stato dimostrato che le registrazioni di EEG da bambini prematuri possono anche prevedere il risultato clinico individuale durante la successiva vita^10,11. Il metodo qui descritto è particolarmente utile per gli aspetti traslazionali della neuroscienza inerente allo sviluppo.

Protocollo

Tutte le procedure sono state approvate dal comitato etico locale (n. 23177-07/G10-1-010/G 15-15-011) e seguirono l'europea e disposizioni nazionali tedesche (Comunità Consiglio direttiva europea 86/609/CEE; Tierschutzgesetz).

Animale tutte le procedure sono state eseguite in conformità con il Medical Center di regolamenti del Comitato Johannes Gutenberg-Universität Mainz cura degli animali.

1. installazione

1. Prima dell'esperimento, è necessario controllare per eventuali disturbi sulla linea e trovare una posizione adeguata per il set-up e l'antenna. Rumore di linea è visibile come una sinusoide 60 o 50 Hz.
   Nota: Il posizionamento dell'antenna e soprattutto la distanza tra il trasmettitore e il ricevitore dipende la forza di trasmissione del sistema. Il sistema utilizzato qui è regolabile. È stato registrato a una potenza relativamente bassa, con un raggio di trasmissione circa 3. Inoltre, le recinzioni metalliche in porcile possono smorzare il segnale e causare interferenze. In questo caso, è necessario posizionare l'antenna all'interno della gabbia di metallo.
2. Utilizzare un cavo tamburo per fornire il set-up con alimentazione di rete. Collegare il computer portatile, l'unità di ricezione e il convertitore analogico-digitale (se necessario) per il sistema di telemetria specifico che viene utilizzato.
   Nota: Il sistema di telemetria utilizzato qui inviati dati digitali al ricevitore. Questo potrebbe essere diverso per altri sistemi.
3. Posizionare gli elettrodi, i collanti, i Q-tips e le salviettine, come pure i blocchi di miscelazione, su una tabella separata.
4. Preparare gli elettrodi con cavi corti. Per effettuare questa operazione, tagliare gli elettrodi e saldarli nuovamente con una durata più breve possibile, a seconda delle dimensioni dell'animale. I cavi devono essere abbastanza a lungo per collegare le posizioni di registrazione desiderata sulla testa con l'unità di EEG telemetrico, trasmissione dei dati. Cavi troppo lunghi devono essere indietreggiò e rivestiti di pelle in silicone adesivo elastomero. Cavi più lunghi che devono essere indietreggiò rendono la patch in silicone più grandi e pesanti.

2. porcellino

1. Prendere un maialino afferrando e alla gamba o al torace. Tenerlo ed essere consapevoli di ogni defecazione o la minzione.
2. Se necessario, contrassegnare il maialino con un numero.
3. Avvolgere il porcellino in un asciugamano. Il maialino si calmerà. Essere consapevoli di surriscaldamento il maialino.
4. Tenere il maialino con una mano il corpo o l'avambraccio. Usare l'altra mano per tenere il muso. Essere consapevoli di surriscaldamento il maialino e assicurarsi che sia libera di respirare correttamente.

3. elettrodi

1. Avere una seconda persona collegare gli elettrodi.
2. Pulire la pelle dallo sporco con acqua o etanolo. Se necessario, radersi la testa.
3. Rimuovere le cellule morte della pelle con un gel di EEG abrasivo e un q-tip. Rimuovere il gel abrasivo in seguito. In alternativa, utilizzare carta vetrata.
4. Difficoltà elettrodi autoadesivi nella posizione desiderata. Posizionare l'elettrodo di terra sopra il cervelletto (tra le orecchie) e l'elettrodo di riferimento sul naso. Posizionare l'elettrodo di registrazione nella posizione desiderata.
   Nota: In questo caso, una registrazione unipolare è stata effettuata, perché il riferimento è stato collocato in una posizione neutrale (naso). Non c'è nessun sistema standardizzato disponibile per suinetti fino ad ora. Qui, una posizione di registrazione parietale è stata usata (tra l'occhio e l'orecchio) sull'emisfero del cervello destro.
5. Collegare i cavi per l'unità in telemetria. Accendere l'unità. A seconda del sistema di telemetria utilizzato, questo potrebbe essere un interruttore magnetico o un segnale di sveglia radio frequenza.
6. Coprire l'unità di telemetria e tutti i cavi così come tutti gli elettrodi con gomma di silicone adesivo bicomponente pelle (Vedi Tabella materiali). Mescolando quantità uguali di entrambi i componenti, il tempo di polimerizzazione sarà nella gamma di 1 min. occhi e ciglia non devono essere coperto con la gomma.
7. Attendere che la gomma di silicone è completamente guarita.
8. Riposizionare il porcellino nel porcile.
9. Osservare il maialino per vedere se sta mostrando segni di disagio su un periodo più lungo di tempo (alcuni minuti).

4. misurazione

1. Attendere che il maialino ha recuperato e inizia a sincronizzare il comportamento con quello dei suoi fratelli (alimentazione, giocare, dormire), di solito dopo 30 s (Figura 1).
2. Attendere per fasi di sonno, se lo si desidera. Il tempo di registrazione dipende la questione scientifica specifica. Qui, sono state usate le sessioni di registrazione di 10 min.
3. Se l'unità in telemetria è coperto da più di 2 altri suinetti, il segnale potrebbe essere troppo basso per il ricevitore. Spingere delicatamente i suinetti distanza se stanno dormendo sulla parte superiore. Essere consapevoli della scrofa; esso potrebbe reagire aggressivamente.
4. Avviare la registrazione con il software di acquisizione dati (Vedi Tabella materiali).

5. finitura

1. Dopo la registrazione (di solito diverse ore), prendere nuovamente il maialino come è stato descritto nel passaggio 2. Essere consapevoli della scrofa; esso potrebbe reagire aggressivamente.
2. Sollevare delicatamente la gomma di silicone a un bordo. Quindi, rimuovere la patch intera della gomma di silicone contenente gli elettrodi e l'unità in telemetria. Siate cauti con gli occhi di porcellino.
3. Riposizionare il porcellino nel porcile.

Risultati

Siamo stati in grado di registrare tipico pattern EEG associate con non - REM del sonno, come mandrino scoppi o spazzole di delta, di muoversi liberamente suinetti (Figura 1 e Figura 2). Siamo stati per lo più interessati a modelli di rappresentanza durante non - REM del sonno, ma sono state anche fasi di sonno REM-come¹² con una bassissima ampiezza registrata (Figura 3). La ...

Discussione

Un passo fondamentale nel protocollo è il contatto di pelle adeguata con gli elettrodi, soprattutto l'elettrodo di terra, per realizzare registrazioni stabile con a basso rumore. Inoltre, poiché i suinetti sono molto agili, è importante coprire l'intero sistema con gomma di silicone per proteggere gli elettrodi e l'unità in telemetria. Inoltre, se gli esperimenti vengono condotti in una stalla con un pavimento a doghe, essere cauti con dispositivi di piccole dimensioni o connettori.

In cas...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
Disposable adhesive surface silver/silver chloride electrodes	Spes Medica S.r.l., Genova, Italy		Self adhesive hydrogel electrode
Abralyt HiCl	Easycap GmbH		Abrasive cream
Body Double fast	Smooth On Inc.		Skin adhesive silicone
Telemetry system			Internal development
Picolog 1216	Pico Technology		AD converter
Laptop	Panasonic		Rugged laptop
Receiver			Internal development