Name: visual evoked potential recordings in mice using a dry non-invasive multi-channel scalp eeg sensor
Uploaded: 2018-01-12T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 19 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor at JoVE.com

이 작품은 GIST 연구소 (GRI), 2017 년에서 GIST 제공한 교부 금을 통해 GIST-대학원생 연구 협업 프로젝트 부분에 지원 했다. 또한 연구 그랜트 (NRF-2016R1A2B4015381)의 국립 연구 재단 (NRF) (MEST), 한국 정부 및 한국 뇌 연구원 과학의 부, 정보 통신, 및 미래 투자를 통해 KBRI 연구 프로그램을 자금 지원 계획 (17-BR-04).

동물 관리 및 처리는 광주 과학 기술원 및 기술 (GIST)의 기관 지침에 따 랐 다.
참고: 한 마우스에서 vivo에서 에서 VEP 신호 획득을 위한 절차의 4 단계 구성: (1) 센서 어셈블리, (2) 동물 준비, VEP (3) 측정, 및 (4) 신호 처리.
1. 센서 어셈블리
<ol><li>한 비-침략 적 전극에 대 한 16 개의 핀을 준비 합니다. 참고: 각 핀 형 전극의 세 부분으로 구성 됩니다: 프로브 헤드 플런저, 내부 봄, 그리고 그림 1a와 같이 배럴. 각 핀의 길이 13 m m 이며 조정 가능한 봄 사전 로드 길이 1 m m 이다.</li>
	<li>유리 섬유 기판의 두 조각을 잘라 (두께: 1.5 m m) 15 m m × 17 m m (폭 × 높이)의 크기. 참고: 여러 개의 신호를 분리 하는 절연체로 비 전도성 섬유 유리 기판 기능 마우스의 두 피에서 동시에 인수.</li>
	<li>그림 1 c와 같이 확인 16 구멍 직경 1.2 m m의 정밀 조각 기계 사용.<ol>
<li>평면 기판 위에 2 mm의 간격에 균등 하 게 프로브 조정 밖으로 확산: 7/0, + 2 /-2, 2/0, + 2 / + 2, 0 /-4, 0 /-2, 0/0 (bregma) 0 / + 2, 0 / +,-2 /-3,-2 /-1,-2 / + 1,-2 / + 3,-4 /-2,-4/0 -4 / 2 (m m에서 bregma의 기초와 anteroposterior/측면)24,,2526.</li>
	</ol>
</li>
	<li>두 기판 스택과 기판 층, 3mm 두께 16 안정적이 고 병렬 전극 신호 중 지원의 더블 레이어를 생산 사이 빠른 연기 접착제 접착제 한 방울을 적용.</li>
	<li>수동으로 하나 하나 기판에 16 전극 조립. 참고: 작은 구멍 직경에 동일한 길이 각 전극을 중지합니다. 각 구멍 직경 단일 핀 (1.3 m m) 어떤 완화 없이 꽉 고정 전극의 수 내 배럴의 두꺼운 직경 보다 약간 작습니다.</li>
	<li>솔더 및 각 전극의 끝 솔더 컵 부분 터치 증거 커넥터에 연결.</li>
	<li>표지 및 전기 절연 제를 위한 열 수축 튜브와 함께 벌 거 벗은 접합 숨기기.</li>
</ol>2. 동물 준비
<ol><li>Anesthetize ketamine:xylazine 100:10의 복 (i.p.) 주사와 마우스 (100 mg / mL:10 mg/mL) 몸 무게의 10 µ L/g 양의 혼합물. 참고: 동물의 마 취는 한 다리를 당기 거 나 준비를 시작 하기 전에 꼬리를 조정 하 여 적절 한 확인 하십시오.</li>
	<li>마우스의 각 막을 면봉으로 촉촉한 유지 하 눈 연 고를 적용 합니다.</li>
	<li>머리와 머리 깎기로 어깨 주위 머리카락을 제거 후 상용 depilatory 크림을 확산 하 고 3-4 분이 지역에 그것을 유지.</li>
	<li>주걱,으로 적용 된 탈모를 제거 하 고 나머지를 적용 물 여러 번 하는 젖은 손수건으로 닦아.</li>
</ol>3. VEP 측정
참고: 전체 VEP 측정 하는 과정에서에서 일어났다 어두운 패러데이 케이지 (폭 × 깊이 × 높이: 61 × 61 × 60 cm).
<ol><li>마우스의 귀 운하에 귀 막대를 배치 하 고 장소에 정확 하 게 그들을 강화 하 여 stereotaxic 프레임에 마우스의 머리를 탑재 합니다.</li>
	<li>주문 품 전극 홀더 (그림 1b)에 센서를 탑재 하 고 그림 1d에서 같이 stereotaxic 프레임 센서 홀더를 수정.</li>
	<li>기준 전극 위치와 bregma 위치27고려 유연한 뇌 파 센서를 찾습니다. 그 후, 기준점과 전극 plungers 문의 곡선된 여백에 균등 하 게 마우스의 두 피는 매우 신중 하 게 수직 방향으로 센서를 낮은. 참고: 낮춘된 거리 플런저의 조정 가능한 길이 1mm 보다 작습니다.</li>
	<li>임피던스는 2 m ω ~ 100 k ω에서 적절 한 범위 내에서 확인 합니다. 핀의 임피던스 값 범위28때 전극 위치를 변경할.</li>
	<li>마우스의 눈에서 20 cm 사진 자극 위치.</li>
	<li>실험을 시작 하기 전에 어둠 시각 적응에 대 한 어두운 장에 10 분 동안 마우스를 적응.<ol>
<li>실험 장치 매개 변수를 다음과 같이 설정: 샘플링 주파수: 500 헤르쯔; 노치 필터링: 60 Hz; 간 자극 간격: 10 s; 기간 플래시: 10 ms; 플래시 자극의 수: 100 재판/주제. 참고: 플래시 빛은 백색 광 LED 조명 550 ± 20% lx 20 cm의 거리는 이다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. VEP 응답 신호 처리 절차
<ol><li>
Epoching
	<ol>
<li>직렬 데이터를 지속적으로 측정에 대 한 단일 재판 VEP 세그먼트 사전 자극 기간 (-300 ms)에서 후 자극 기간 (600 ms), 플래시 자극 증상에 따라 만들려는 각 epoch를 추출 합니다. 참고: 우리가 반복 해 서 각 주제에 대 한 100 개 이상의 실험 플래시 자극을 제공, 이후 각 마우스에 대 한 100 VEP 신기의 총이이 단계에서 추출 됩니다. 뇌 파 epoching 특정 시간 윈도우 지속적으로 측정 된 EEG 신호 데이터에서 추출 되는 과정 이다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
다시 (평균 참조)를 참조
	<ol>
<li>모든 14 전극 매번 채널 가리킨 다음 각 채널에서 평균된 값을 빼기에 걸쳐 뇌 파 신호의 평균을 계산 합니다. 모든 VEP 신 기원에 대 한이 절차를 반복 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>밴드 패스 ~ 1-100에서 신호의 필터링 Hz 유한 임펄스 응답 (FIR)을 사용 하 여 필터.</li>
	<li>
기준선 보정
	<ol>
<li>사전 자극 기간에 뇌 파 신호의 평균 계산 (초기 계획 기간,-300 ~ 0 ms) 각 채널에 대 한 파형의 각 지점에서이 평균 뺍니다 (-300 ~ 600 ms). 이 진폭 축의 VEP 응답 자극 후의 뇌 파 변화 관찰을 용이 하 게 조정 합니다. VEP 신기의 모든에 대해이 단계를 반복 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
그랜드 VEP 응답
	<ol>
<li>평균 단일 주제를 만들 단일 재판 VEP epochs VEP 파형 각 채널에 대 한 평균. 그런 다음, VEP 모든 과목에 대해 각 채널에 대 한 응답의 그랜드 앙상블 평균을 계산 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
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저자는 공개 없다.

우리 첫째 복잡 한 수술 과정을 최소화 하 여 실용성을 우선 순위는 센서의 디자인에 집중. 변형 뇌 파 센서는 16 핀을 이루어져 있다: 녹음, 한 지상, 및 마지막 한 14 참조 전극. 각 전극 플런저-봄-배럴 구조, 그래서 그들은 곡선과 부드러운 마우스의 두 피에서 균일 하 고 안정적인 신호 수집을 용이 하 게 전극의 접촉면에 deformability를 적용 하는 있다. 동물의 복지를 고려 하 고 우리는 스프링 힘에...

치 매 퇴행 성 뇌 질환 환자 수가 치 매, 알츠하이머병, Parkinsonian 증후군, 그리고 스트로크는 노후화 인구와 증가 수명 증가 같은이 질병의 장기 사회 부담이 또한1,2,3증가. 또한, 정신 분열 증, 자폐증, 등 대부분 neurodevelopmental 질병, 인지 및 행동 장애 환자의 인생2,,34에 영향을 함께 제공 됩니다. 이러한 이유로, 연구원은 진단, 예방, 병 적인 이해, 장기 관측 및 뇌 질환의 치료를 개선 하기 위해 고군분투 하고있다. 그러나, 문제가 남아 두뇌의 복잡성과 한다 질병 병 리에서 형태소 분석. 변환 연구 기초 연구는 짧은 시간 내, 저렴 한 비용, 그리고 신경 과학 분야5 에서에서 높은 성공률 임상 응용 프로그램 전송 수 있기 때문에 솔루션을 식별 하는 데 유망한 도구가 될 수 있습니다. 6,7. 변환 연구의 또 다른 목표는 인 간에 대 한 동일한 방법에 대 한 비교를 허용 하는 동물에 비-침략 적 실험 방법 인간 주제에 적용을 살펴보는 것입니다. 이러한 조건이 비-침략 적 동물 준비 방법 개발에 대 한 여러 가지 중요 한 요구를 끌고있다. 한 가지 방법은 electroencephalography (뇌 파)는 대뇌 피 질의 뇌 연결 및 활동 높은 시간 분해능으로 2 차원적으로 계시 하 고는 비-침략 적 프로토콜에서 혜택입니다. 이벤트와 관련 된 잠재적인 기록 (ERP) 뇌 파를 활용 하는 전형적인 실험 패러다임 중 하나입니다.
수많은 이전 연구 고용된 비-침략 적 뇌 파 방법 침략 적 방법와 같은 임 플 란 트 나사와 극 형식 전극, 반면 인간 주제를 대상으로 동물 연구8,,910 에서 사용 된 , 11 , 12. 신호 품질과 이러한 메서드의 특성은 센서 배치의 침입에 크게 의존. 대 한 성공적인 변환 연구, 인간의 연구13에 사용한 것과 동물 연구에 대 한 동일한 조건을 사용 하 여 강조 하는 가너. 그러나 동물을 사용 하 여 기본 연구,, 비-침략 적 뇌 파 방법론 되어 있습니다 하지. 실험실 쥐에 초점을 맞추고 비-침략 적 두 피 뇌 파 센서 시스템을 사용 하 여 새로운 접근 방식을 인 간에 대 한 비-침략 적 패러다임에 적용 될 수 있는 변환 연구에 대 한 안정적이 고 효율적인 도구 것입니다.
다 수의 마우스 뇌 파 연구의 PCB의 상용화 방법을 이끄는 (인쇄 회로 기판) 기반 멀티 채널 전극14,,1516. 그들은 침략 적 방법을 채택, 그들은 채널 (3-8), 대규모 두뇌 역학 관찰 하기 어렵게 만든 수가 제한 했다. 또한, 응용 프로그램 그들의 침입 및 높은 비용에 의해 제한 될 수 있습니다. 또 다른 연구, KIST (한국 과학 및 기술) 40 채널 구체의 기반 박막 전극 개발 하 고 마우스의 두개골17,,1819,20에 그것을 연결 . 이 작품 인수 마우스 뇌 파 채널의 가장 높은 번호. 그러나 그것은,, 기계적으로 약하고 쉽게 재사용; 따라서, 선도 약화 신호를 가능 하 게 한 면역 반응에 의해 발생 하는 장기 관측에 적합 했다. 한편, Troncoso 및 Mégevand 획득 감각 evoked 가능성 (9 월) 설치류의 두개골에 천공된 (PMMA, 아크릴 유리) Poly(methyl methacrylate) 그리드21,22 에 의해 보안 32 스테인리스 전극 , 23. 그들의 높은 신호 품질에도 불구 하 고 전극은 기계적으로 유연 하 고 부드러운; 따라서, 그들은 여러 실험에 적용 되 고 어려움을 했다. 또한,이 방법은 여전히 최소한 침략 적 이었다. 이러한 방법은 좋은 신호 품질을 제공 하지만 마우스의 두개골의 표면적이 제한, 따라서 전극의 수는 스테인리스 극 형 전극 사용 하 여 제한. 마우스에 대 한 이전 뇌 파 연구의 숫자 몇 가지 제한 했다. 이 연구에서 우리는 비-침략 적 드라이 타입 멀티 채널 센서를 사용 하 여 전 임상 변환 연구에 적용 가능한 뇌 파 측정 하는 새로운 방법을 보여줍니다.
이전 동물 뇌 파 방법론 동물 준비, 침해, 높은 비용, 낭비, 및 약한 기계적 강도의 본질적인 복잡성을 포함의 한계를 극복 하기 위해 우리는 전시 하는 새로운 전극 개발 하고자 유연성, 건식 상태, 다중 채널 기능, 비-침해, 및 재사용. 다음 프로토콜에서 마우스 두 피 건조, 비-침략 적, 다중 채널 EEG 센서를 사용 하 여에 비주얼 갖는 잠재력 (VEP) 녹음을 측정 하는 과정을 설명 합니다. 이 방법은 따라서 공학 분야에서 동물 실험으로 진입 장벽을 낮추는 쉽게 사용할 수 있는 리소스를 사용 합니다.

<table><tbody><tr><td>Ketamine 50 Inj. (Vial)</td><td>Yuhan</td><td>-</td><td>Ketamine HCl 57.68 mg</td></tr><tr><td>Zoletil 50 Inj.</td><td>Virbac</td><td>-</td><td>Tiletamina 125 mg/ Zolazepam 125 mg</td></tr><tr><td>Rompun 2% Inj.</td><td>BAYER</td><td>-</td><td>Xylazine hydrochloride 23.32mg/mL</td></tr><tr><td>Hycell solution 2%</td><td>Samil</td><td>-</td><td>Hydroxypropylmethylcellulose 20 mg</td></tr><tr><td>Puralube Vet Ointment 3.5 mg</td><td>Pharmaderm</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Saline solution Inj.</td><td>&amp;nbsp;JW Pharmaceutical&amp;nbsp;</td><td>-</td><td>NaCl 9 g/1000 mL</td></tr><tr><td>Veet Hair Removal Cream &amp;ndash; Legs &amp;amp; Body - Sensitive Skin</td><td>Reckitt Benckiser</td><td>-</td><td>depilatory</td></tr><tr><td>Skins - Surgical Skin Marker</td><td>Surgmed</td><td>S-3000</td><td>STERILE - Multi-Tip Fine Marker with ruler and label set</td></tr><tr><td>Stainless Steel Micro Spatulas</td><td>HEATHROW SCIENTIFIC</td><td>HS15907</td><td>&amp;nbsp;One Round Flat End, 2L x 5/16W&quot;</td></tr><tr><td>cotton swap</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stereotaxic, Desktop Digi Single</td><td>RWD Life Science</td><td>68025</td><td></td></tr><tr><td>Mouse Adapter</td><td>RWD Life Science</td><td>68010</td><td></td></tr><tr><td>Ear Bar for Mouse Non-Rupture</td><td>RWD Life Science</td><td>68306</td><td></td></tr><tr><td>Mitsar-EEG 202-24&amp;nbsp;</td><td>MITSAR</td><td></td><td>amplifier</td></tr><tr><td>EEGStudio EEG acquisition software</td><td>MITSAR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>White flash stimulator&amp;nbsp;</td><td>MITSAR</td><td>MITSAR Flash stimulator</td><td></td></tr><tr><td>BCI2000 software</td><td>Schalk lab</td><td></td><td></td></tr><tr><td>g.USBamp</td><td>g.tec</td><td>0216</td><td></td></tr><tr><td>g.Power-g.USBamp</td><td>g.tec</td><td>0247</td><td></td></tr><tr><td>&amp;nbsp;441 style straight body Touch Proof connector</td><td>PlasticsOne</td><td>441000PSW080001</td><td>441 - 000 PSW 80&quot; (BLACK)</td></tr><tr><td>Standard probe</td><td>LEENO</td><td>SK100CSW</td><td>http://www.globalinterpark.com/detail/detail?prdNo=2114277241&amp;amp;dispNo=001851006012</td></tr><tr><td>Precision engraving machine tools</td><td>TINYROBO</td><td>TinyCNC-6060C</td><td></td></tr><tr><td>Heat shirink</td><td>3M</td><td>FP301</td><td></td></tr></tbody></table>

visual evoked potential recordings in mice using a dry non-invasive multi-channel scalp eeg sensor

실험실 쥐와 두 피 뇌 파 연구 환경, 우리는 플런저 스프링 배럴 구조 면과 금속에서 발생 하는 기계적 힘 때문에 비-침략 적, 변형, 그리고 다시 사용할 수 있는 드라이 타입 16 채널 EEG 센서 설계 재료입니다. VEP 응답에는 vivo에서 마우스에서 획득을 위한 전체 프로세스 4 단계로 구성 됩니다: (1) 센서 어셈블리, (2) 동물 준비, VEP (3) 측정, 및 (4) 신호 처리. 이 종이 VEP 응답 submicro 전압 신호 해상도와 여러 생쥐에서의 대표적인 측정와 하위 수백 밀리초 시간 해상도 제공합니다. 제안된 된 방법에 비해 더 편리 하 고 안전은 이전에 보고 된 다른 동물 뇌 파 인수 방법, 신호 대 잡음 비율을 강화 하는 방법을 자유롭게 동물 이동로이 기술을 적용 하는 방법 등의 문제 남아 있다. 제안된 된 방법 쉽게 사용 가능한 리소스를 활용 하 고 만족 스러운 신호 품질 반복적인 VEP 응답을 보여 줍니다. 따라서,이 메서드 경도 실험 연구 및 비-침략 적 패러다임을 이용 하는 믿을 수 있는 변환 연구 활용 될 수 있습니다.

우리는 그림 2와 같이 11 쥐에서 VEP 응답의 앙상블 평균을 계산 합니다. 이 결과 자극 시간 0 s에 주어진 대로 후 자극 기간 (600 ms), 사전 자극 기간 (-300 ms)에서이 실험을 통해 얻은 VEP 응답을 보여 줍니다. 그것은 눈에 띄는 신호만 변동 (미만 300 ms) 자극, 신호 후 자극 기간 동안 꾸준히 안정화 하는 동안 후. 또한, 14 채널 유사한 형태학 및 패턴<sup class="...

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Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor

우리는 비-침략 적, 변형, 그리고 재사용 가능한 드라이 타입 16 채널 EEG 센서를 설계. 이 종이 생산 신호 비주얼 갖는 잠재력 (VEP)의 처리를 제안 된 뇌 파 전극 건조 비-침략 적 다중 채널 EEG 센서를 사용 하 여 마우스 두 피 측정 신호 전체 프로세스를 설명 합니다.

드라이 비-침략 적 멀티 채널을 사용 하 여 마우스에 비주얼 갖는 잠재적인 녹음 두 피 뇌 파 센서

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable ...

visual-evoked-potential-recordings-mice-using-dry-non-invasive-multi

Research

JoVE Journal

Neuroscience

8.8K 조회수.  Gwangju Institute of Science and Technology (GIST). 우리는 비-침략 적, 변형, 그리고 재사용 가능한 드라이 타입 16 채널 EEG 센서를 설계. 이 종이 생산 신호 비주얼 갖는 잠재력 (VEP)의 처리를 제안 된 뇌 파 전극 건조 비-침략 적 다중 채널 EEG 센서를 사용 하 여 마우스 두 피 측정 신호 전체 프로세스를 설명 합니다.

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High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a noninvasive brain monitoring tool in cognitive neuroscience as well as a diagnostic tool for epilepsy and sleep disorders in neurology. However, the underlying mechanism of EEG rhythm generation is still under the veil. Recently introduced polyimide-based microelectrode (PBM-array) for high resolution mouse EEG1 is one of the trials to answer the neurophysiological questions on EEG signals based on a rich genetic resource that the mouse model contains for the analysis of complex EEG generation process. This application of nanofabricated PBM-array to mouse skull is an efficient tool for collecting large-scale brain activity of transgenic mice and accommodates to identify the neural correlates to certain EEG rhythms in conjunction with behavior. However its ultra-thin thickness and bifurcated structure cause a trouble in handling and implantation of PBM-array. In the presented video, the preparation and surgery steps for the implantation of PBM-array on a mouse skull are described step by step. Handling and surgery tips to help researchers succeed in implantation are also provided.

In this article, we described the surgery procedure and handling tips for implantation of ultra-thin polyimide-based microelectrode array (PBM-array) on the mouse skull for acquisition of high-density encephalography (EEG) in a mouse model.

Polyimide 기반 Microelectrode를 사용하여 자유롭게 이동 마우스의 고밀도 뇌파 레코딩

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

연구

신경과학

Simultaneous Video-EEG-ECG Monitoring to Identify Neurocardiac Dysfunction in Mouse Models of Epilepsy

In epilepsy, seizures can evoke cardiac rhythm disturbances such as heart rate changes, conduction blocks, asystoles, and arrhythmias, which can potentially increase risk of sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP). Electroencephalography (EEG) and electrocardiography (ECG) are widely used clinical diagnostic tools to monitor for abnormal brain and cardiac rhythms in patients. Here, a technique to simultaneously record video, EEG, and ECG in mice to measure behavior, brain, and cardiac activities, respectively, is described. The technique described herein utilizes a tethered (i.e., wired) recording configuration in which the implanted electrode on the head of the mouse is hard-wired to the recording equipment. Compared to wireless telemetry recording systems, the tethered arrangement possesses several technical advantages such as a greater possible number of channels for recording EEG or other biopotentials; lower electrode costs; and greater frequency bandwidth (i.e., sampling rate) of recordings. The basics of this technique can also be easily modified to accommodate recording other biosignals, such as electromyography (EMG) or plethysmography for assessment of muscle and respiratory activity, respectively. In addition to describing how to perform the EEG-ECG recordings, we also detail methods to quantify the resulting data for seizures, EEG spectral power, cardiac function, and heart rate variability, which we demonstrate in an example experiment using a mouse with epilepsy due to Kcna1 gene deletion. Video-EEG-ECG monitoring in mouse models of epilepsy or other neurological disease provides a powerful tool to identify dysfunction at the level of the brain, heart, or brain-heart interactions.

Here, we present a protocol to record brain and heart bio signals in mice using simultaneous video, electroencephalography (EEG), and electrocardiography (ECG). We also describe methods to analyze the resulting EEG-ECG recordings for seizures, EEG spectral power, cardiac function, and heart rate variability.

동시 비디오-뇌 파-ECG 모니터링 Neurocardiac 부전 간 질 마우스 모델에서을 식별 하

In epilepsy, seizures can evoke cardiac rhythm disturbances such as heart rate changes, conduction blocks, asystoles, and arrhythmias, which can ...

유전학

Implantation and Recording of Wireless Electroretinogram and Visual Evoked Potential in Conscious Rats

The full-field electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are useful tools to assess retinal and visual pathway integrity in both laboratory and clinical settings. Currently, preclinical ERG and VEP measurements are performed with anesthesia to ensure stable electrode placements. However, the very presence of anesthesia has been shown to contaminate normal physiological responses. To overcome these anesthesia confounds, we develop a novel platform to assay ERG and VEP in conscious rats. Electrodes are surgically implanted sub-conjunctivally on the eye to assay the ERG and epidurally over the visual cortex to measure the VEP. A range of amplitude and sensitivity/timing parameters are assayed for both the ERG and VEP at increasing luminous energies. The ERG and VEP signals are shown to be stable and repeatable for at least 4 weeks post surgical implantation. This ability to record ERG and VEP signals without anesthesia confounds in the preclinical setting should provide superior translation to clinical data.

We show surgical implantation and Recording procedures to measure visual electrophysiological signals from the eye (electroretinogram) and brain (visual evoked potential) in conscious rats, which is more analogous to the human condition where recordings are conducted without anesthesia confounds.

의식 쥐에 주입 및 무선 막전위의 기록 및 Visual 사건 관련 전위

The full-field electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are useful tools to assess retinal and visual pathway integrity in both ...

행동분석학

Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of direct mechanical forces, sometimes penetrating through the cranium, creating a direct lesion in the brain tissue. These are visible during brain imaging as areas with contusion, laceration, and hemorrhage. Focal lesions induce neuronal death and glial scar formation and are present in 20%&minus;25% of all people who incur a TBI. However, in the majority of TBI cases, injury is caused by acceleration-deceleration forces and subsequent tissue shearing, resulting in nonfocal, diffuse damage. A subpopulation of TBI patients continues to develop post-traumatic epilepsy (PTE) after a latency period of months or years. Currently, it is impossible to predict which patients will develop PTE, and seizures in PTE patients are challenging to control, necessitating further research. Until recently, the field was limited to only two animal/rodent models with validated spontaneous post-traumatic seizures, both presenting with large focal lesions with massive tissue loss in the cortex and sometimes subcortical structures. In contrast to these approaches, it was determined that diffuse TBI induced using a modified weight drop model is sufficient to initiate development of spontaneous convulsive and non-convulsive seizures, even in the absence of focal lesions or tissue loss. Similar to human patients with acquired post-traumatic epilepsy, this model presents with a latency period after injury before seizure onset. In this protocol, the community will be provided with a new model of post-traumatic epilepsy, detailing how to induce diffuse non-lesional TBI followed by continuous long-term video-electroencephalographic animal monitoring over the course of several months. This protocol will detail animal handling, the weight drop procedure, the electrode placement for two acquisition systems, and the frequent challenges encountered during each of the steps of surgery, postoperative monitoring, and data acquisition.

This systematic protocol describes a new animal model of post-traumatic epilepsy after repetitive mild traumatic brain injury. The first part details steps for traumatic brain injury induction using a modified weight drop model. The second part provides instructions on the surgical approach for single- and multi-channel electroencephalographic data acquisition systems.

반복적 확산 외상성 뇌 손상의 마우스 모델에서 외상 후 간질 유도

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the electrical responses of the retina to light stimulation, while the VEP measures the corresponding functional integrity of the visual pathways from the retina to the primary visual cortex following the same light event. The ERG waveform can be broken down into components that reflect responses from different retinal neuronal and glial cell classes. The early components of the VEP waveform represent the integrity of the optic nerve and higher cortical centers. These recordings can be conducted in isolation or together, depending on the application. The methodology described in this paper allows simultaneous assessment of retinal and cortical visual evoked electrophysiology from both eyes and both hemispheres. This is a useful way to more comprehensively assess retinal function and the upstream effects that changes in retinal function can have on visual evoked cortical function.

This protocol describes simultaneous measurement of electroretinogram and visual evoked potentials in anesthetized rats.

전위도의 동시 녹화 및 마취 된 흰쥐의 비주얼 사건 관련 전위

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network connectivity, are applicable to an expanding variety of questions in neuroscience. Performing these kinds of analyses in a rodent model requires higher electrode density than traditional screw electrodes can accomplish. While higher-density electroencephalographic montages for rodents exist, they are of limited availability to most researchers, are not robust enough for repeated experiments over an extended period of time, or are limited to use in anesthetized rodents.1-3 A proposed low-cost method for constructing a durable, high-count, transcranial electrode array, consisting of bilaterally implantable headpieces is investigated as a means to perform advanced electroencephalogram analyses in mice or rats.

Procedures for headpiece fabrication and surgical implantation necessary to produce high signal to noise, low-impedance electroencephalographic and electromyographic signals are presented. While the methodology is useful in both rats and mice, this manuscript focuses on the more challenging implementation for the smaller mouse skull. Freely moving mice are only tethered to cables via a common adapter during recording. One version of this electrode system that includes 26 electroencephalographic channels and 4 electromyographic channels is described below.

Instructions for the low-cost construction and surgical implantation of a chronic transcranial high-density electroencephalographic montage into mice are provided. Signal recording, extraction, and processing techniques are also described.

설치류 모델에서 고밀도 뇌파 취득 낮은 비용과 오픈 소스 리소스를 사용하여

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

Topographical EEG Recordings of Visual Evoked Potentials in Mice using Multichannel Thin-film Electrodes

Visual evoked potentials (VEP) allow the characterization of visual function in preclinical mouse models. Various methods exist to measure VEPs in mice, from non-invasive EEG, subcutaneous single-electrodes, and ECoG to fully invasive intracortical multichannel visual cortex recordings. It can be useful to acquire a global, topographical EEG-level characterization of visual responses previous to local intracortical microelectrode measurements in acute experimental settings. For example, one use case is&#160;to assess global cross-modal changes in VEP topography in deafness models before studying its effects on a local intracortical level. Multichannel epicranial EEG is a robust method to acquire such an overview measure of cortical visual activity.&#160;Multichannel epicranial EEG provides comparable results through a standardized, consistent approach to, for example, identify cross-modal, pathological, or age-related changes in cortical visual function. The current study presents a method to obtain the topographical distribution of flash-evoked VEPs with a 32-channel thin-film EEG electrode array in anesthetized mice. Combined with analysis in the time and frequency domain, this approach allows fast characterization and screening of the topography and basic visual properties of mouse cortical visual function, which can be combined with various acute experimental settings.

The present protocol describes a simple procedure to acquire and analyze the topography of epicranial visual evoked potentials with 32-multichannel thin-film electrodes in the mouse.

Visual evoked potentials (VEP) allow the characterization of visual function in preclinical mouse models. Various methods exist to measure VEPs in mice, ...

생쥐의 운동 피질에서 세포외 전기생리학적 기록

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by correlating the electrophysiological signals with spontaneous and/or specific behavior. This technique represents a valuable tool in studying the neuronal network activity underlying these behaviors. The article provides a detailed and complete procedure for electrode implantation and consequent extracellular recording in free-moving conscious mice. The study includes a detailed method for implanting the microelectrode arrays, capturing the LFP and neuronal spiking signals in the motor cortex (MC) using a multichannel system, and the subsequent offline data analysis. The advantage of multichannel recording in conscious animals is that a greater number of spiking neurons and neuronal subtypes can be obtained and compared, which allows the evaluation of the relationship between a specific behavior and the associated electrophysiological signals. Notably, the multichannel extracellular recording technique and the data analysis procedure described in the present study can be applied to other brain areas when conducting experiments in behaving mice.

저자 스포트라이트: 자유롭게 움직이는 마우스의 신경 활동을 연구하기 위한 다중 채널 세포외 기록의 발전 

The protocol describes the methodology of extracellular recording in the motor cortex (MC) to reveal extracellular electrophysiological properties in freely moving conscious mice, as well as the data analysis of local field potentials (LFPs) and spikes, which is useful for evaluating the network neural activity underlying behaviors of interest.

자유롭게 움직이는 마우스의 다채널 세포외 기록

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by ...

드라이 비-침략 적 멀티 채널을 사용 하 여 마우스에 비주얼 갖는 잠재적인 녹음 두 피 뇌 파 센서

요약

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Polyimide 기반 Microelectrode를 사용하여 자유롭게 이동 마우스의 고밀도 뇌파 레코딩

동시 비디오-뇌 파-ECG 모니터링 Neurocardiac 부전 간 질 마우스 모델에서을 식별 하

의식 쥐에 주입 및 무선 막전위의 기록 및 Visual 사건 관련 전위

반복적 확산 외상성 뇌 손상의 마우스 모델에서 외상 후 간질 유도

전위도의 동시 녹화 및 마취 된 흰쥐의 비주얼 사건 관련 전위

설치류 모델에서 고밀도 뇌파 취득 낮은 비용과 오픈 소스 리소스를 사용하여

Topographical EEG Recordings of Visual Evoked Potentials in Mice using Multichannel Thin-film Electrodes

자유롭게 움직이는 마우스의 다채널 세포외 기록

자유롭게 움직이는 마우스의 다채널 세포외 기록

자유롭게 움직이는 마우스의 다채널 세포외 기록