이 연구는 무라타 과학 재단, 스즈켄 기념 재단, 나카타니 생물 의학 공학 측정 기술 발전 재단, 탐사 연구 보조금 (보조금 번호 21K19755, 일본) 및 과학 연구 (B) (보조금 번호 23H03416, 일본)의 지원을 받았습니다.

저비용 EEG와 밀리미터 크기의 코일로 생쥐의 뇌 자극

<ol>
	<li>Ilmoniemi, R. J., 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=Neuronal+responses+to+magnetic+stimulation+reveal+cortical+reactivity+and+connectivity.">Neuronal responses to magnetic stimulation reveal cortical reactivity and connectivity.</a> Neuroreport. 8 (16), 3537-3540 (1997).</li><li>Hallett, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+magnetic+stimulation:+a+primer.">Transcranial magnetic stimulation: a primer.</a> Neuron. 55 (2), 187-199 (2007).</li><li>Thut, G., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+TMS+with+EEG:+How+and+what+for.">Integrating TMS with EEG: How and what for.</a> Brain Topography. 22 (4), 215-218 (2010).</li><li>Ilmoniemi, R. J., Kicic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methodology+for+combined+TMS+and+EEG.">Methodology for combined TMS and EEG.</a> Brain Topograpy. 22 (4), 233-248 (2010).</li><li>Daskalakis, Z. J., Farzan, F., Radhu, N., Fitzgerald, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+transcranial+magnetic+stimulation+and+electroencephalography:+its+past,+present+and+future.">Combined transcranial magnetic stimulation and electroencephalography: its past, present and future.</a> Brain Research. 1463, 93-107 (2012).</li><li>Tremblay, S., 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=Clinical+utility+and+prospective+of+TMS-EEG.">Clinical utility and prospective of TMS-EEG.</a> Clinical Neurophysiology. 130 (5), 802-844 (2019).</li><li>Pellicciari, M. C., Veniero, D., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterizing+the+cortical+oscillatory+response+to+TMS+pulse.">Characterizing the cortical oscillatory response to TMS pulse.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 11, 38 (2017).</li><li>Lin, Y. J., Shukla, L., Dugue, L., Valero-Cabre, A., Carrasco, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+magnetic+stimulation+entrains+alpha+oscillatory+activity+in+occipital+cortex.">Transcranial magnetic stimulation entrains alpha oscillatory activity in occipital cortex.</a> Scientific Reports. 11 (1), 18562 (2021).</li><li>Takahashi, S., 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=Laminar+responses+in+the+auditory+cortex+using+a+multielectrode+array+substrate+for+simultaneous+stimulation+and+recording.">Laminar responses in the auditory cortex using a multielectrode array substrate for simultaneous stimulation and recording.</a> IEEJ Transactions Electrical and Electronic Engineering. 14 (2), 303-311 (2019).</li><li>Yoshikawa, T., Higuchi, H., Furukawa, R., Tateno, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+and+spatial+profiles+of+evoked+activity+induced+by+magnetic+stimulation+using+millimeter-sized+coils+in+the+mouse+auditory+cortex+in+vivo.">Temporal and spatial profiles of evoked activity induced by magnetic stimulation using millimeter-sized coils in the mouse auditory cortex in vivo.</a> Brain Research. 1796, 148092 (2022).</li><li>Tang, A. D., 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=Construction+and+evaluation+of+rodent-specific+rTMS+coils.">Construction and evaluation of rodent-specific rTMS coils.</a> Frontiers in Neural Circuits. 10, 47 (2016).</li><li>Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+annealing+and+magnetic+treatment+parameters+to+achieve+high+permeabilities+in+55+Ni-Fe+toroid+cores.">Controlling annealing and magnetic treatment parameters to achieve high permeabilities in 55 Ni-Fe toroid cores.</a> IEEE Transactions on Magnetics. 37 (4), 2315-2317 (2001).</li></ol>

저자는 공개 할 것이 없습니다.

이 연구는 생쥐를 포함한 작은 동물을 위해 설계된 자기 자극 시스템과 결합된 다중 사이트 EEG 기록 시스템을 다룹니다. 구축된 시스템은 비용이 저렴하고 생리학 실험실에서 쉽게 구축할 수 있으며 기존 측정 설정을 확장할 수 있습니다. 마우스 기록 시스템에서 데이터를 얻는 데 필요한 수술 절차는 이러한 실험실이 표준 전기 생리학 실험에 대한 이전 경험이 있는 경우 매우 간단합니다.
<p c...

경두개 자기 자극(TMS)은 비침습성/낮은 침습성으로 인해 인간 뇌 과학, 임상 응용 및 동물 모델 연구를 위한 유망한 도구입니다. TMS 적용의 초기 단계에서 인간과 동물의 단일 및 쌍 펄스 TMS에 대한 반응으로 피질 효과의 측정은 운동 피질로 제한되었습니다. 쉽게 측정할 수 있는 출력은 운동 피질 1,2를 포함하는 운동 유발 전위 및 유도 근전 전위로 제한되었습니다. TMS 변조로 측정할 수 있는 뇌 영역을 확장하기 위해 뇌파(EEG) 기록은 전체 뇌 영역에 걸쳐 영역의 흥분성, 연결성 및 시공간 역학을 직접 검사하는 유용한 방법으로 단일 및 쌍 펄스 TMS와 통합되었습니다 3,4,5. 따라서 뇌에 TMS 및 EEG 기록(TMS-EEG)을 동시에 적용하는 것은 피질 내 신경 회로를 조사하기 위해 인간과 동물의 다양한 표재성 피질 뇌 영역을 조사하는 데 사용되었습니다(Tremblay et al.6 참조). 또한, TMS-EEG 시스템은 다른 피질 영역으로의 신호 전파 및 진동 활동 생성을 포함하는 추가적인 피질 시공간 특성을 검사하는 데 사용될 수 있습니다 7,8.
그러나 뇌에서 TMS의 작용 메커니즘은 TMS의 비침습성으로 인해 추측에 불과하며, 이는 TMS 적용 중에 뇌가 어떻게 기능하는지에 대한 지식을 제한합니다. 따라서 설치류에서 인간에 이르는 동물에 대한 침습적 중개 연구는 TMS가 신경 회로와 그 활동에 미치는 영향의 메커니즘을 이해하는 데 매우 중요합니다. 특히, 동물에서의 TMS-EEG 결합 실험의 경우, 작은 동물에 대한 동시 자극 및 측정 시스템이 집중적으로 개발되지 않았습니다. 따라서 실험자는 특정 실험 요구 사항에 따라 시행 착오를 통해 이러한 시스템을 구성해야합니다. 또한, 마우스 모델은 많은 형질전환 및 균주-단리된 마우스 균주가 생물학적 자원으로서 이용가능하기 때문에 다른 생체내 동물 종 모델 중에서 유용하다. 따라서 마우스를 위한 TMS-EEG 결합 측정 시스템을 구축하는 편리한 방법은 많은 신경과학 연구자들에게 바람직할 것입니다.
본 연구에서는 연구에 사용되는 형질전환 동물의 주요 유형인 쥐 뇌의 동시 자극 및 기록에 적용할 수 있고 일반적인 신경과학 실험실에서 쉽게 구축할 수 있는 TMS-EEG 결합 방법을 제안한다. 먼저, 각각의 실험에서 전극 어레이 위치를 재현 가능하게 할당하기 위해 기존의 나사 전극 및 유연한 기판을 사용하여 저비용 EEG 기록 시스템이 설명됩니다. 둘째, 자기 자극 시스템은 밀리미터 크기의 코일을 사용하여 구성되며, 이는 일반적인 실험실에서 쉽게 맞춤 제작할 수 있습니다. 셋째, TMS-EEG 결합 시스템은 소리 및 자기 자극에 대한 반응으로 신경 활동을 기록합니다. 이 연구에서 제시된 방법은 작은 동물에서 특정 장애를 유발하는 메커니즘을 밝힐 수 있으며, 동물 모델에서 얻은 결과는 해당 인간 장애를 이해하기 위해 번역될 수 있습니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D printer</td>
			<td>Zhejiang Flashforge 3D Technology Co., Ltd</td>
			<td>FFD-101</td>
			<td>The printer used for 3D-printing the donut-shaped disks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATROPINE SULFATE&#160; 0.5 mg</td>
			<td>NIPRO ES PHARMA CO., LTD.</td>
			<td>-</td>
			<td>Atropine sulfate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bipolar amplifier</td>
			<td>NF Corp.</td>
			<td>KIT61380</td>
			<td>For amplifying waveforms for coil input</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butorphanol</td>
			<td>Meiji Seika Pharma 
			Co., Ltd., Tokyo, Japan</td>
			<td>-</td>
			<td>For anathesis of animals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Commercial manufacturer of flexible 2D array</td>
			<td>p-ban.com Corp.</td>
			<td>-</td>
			<td>URL: https://www.p-ban.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer prograom to analyze output signals</td>
			<td>Natinal Instruments</td>
			<td>NI-DAQ and&#160; NI-DAQmx Python</td>
			<td>To analyze output signals from the hall-effect sensor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Connector</td>
			<td>Harwin Inc.</td>
			<td>G125-FV12005L0P</td>
			<td>For connector to conect to the measuring system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper pad</td>
			<td>p-ban.com Corp.</td>
			<td>copper</td>
			<td>Copper pad on each substrate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper wire</td>
			<td>Kyowa Harmonet Ltd.</td>
			<td>P644432</td>
			<td>The windings of the coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAQ board</td>
			<td>National Instruments Corp.</td>
			<td>USB-6343</td>
			<td>For measuring the magnitic flux density of the coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental cement</td>
			<td>SHOFU INC.</td>
			<td>Quick Resin</td>
			<td>Self-Curing Orthodontic Resin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECoG electrode</td>
			<td>NeuroNexus Inc.</td>
			<td>HC32</td>
			<td>For reference to design of the flexible 2D array</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy resin</td>
			<td>Konishi Co. Ltd.</td>
			<td>#16123</td>
			<td>For coil construction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl Carbamate</td>
			<td>FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.</td>
			<td>050-05821</td>
			<td>For urethan anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flat ribbon cable</td>
			<td>Oki Electric Cable Co., Ltd.</td>
			<td>FLEX-B2(20)-7/0.1 20028 5m</td>
			<td>For cable to connect between surface-mount connector and measuring sysytem</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>flexible substrate</td>
			<td>p-ban.com Corp.</td>
			<td>polyimide</td>
			<td>Baseplate of flexible substrate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Function generator</td>
			<td>NF Corp.</td>
			<td>WF1947</td>
			<td>For generating waveforms for coil input</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hall-effect sensor</td>
			<td>Honeywell International Inc.</td>
			<td>SS94A2D</td>
			<td>For measuring the magnitic flux density of the coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IDC crimping tool</td>
			<td>Pro&#39;sKit Industries Co.</td>
			<td>6PK-214</td>
			<td>To crimp the IDC and one end of the flat ribbon cable; Flat cable connector crimping tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instant glue</td>
			<td>Konishi Co. Ltd.</td>
			<td>#04612</td>
			<td>For coil construction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulation-displacement connector (IDC&#160;)</td>
			<td>Uxcell Japan</td>
			<td>B07GDDG3XG</td>
			<td>2 &#215; 10 pins and a 1.27 mm pitch&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LCR meter</td>
			<td>NF Corp.</td>
			<td>ZM2376</td>
			<td>For measuring the AC properties of the coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manipulator</td>
			<td>NARISHIGE Group.</td>
			<td>SM-15L</td>
			<td>For manipulating the coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medetomidine</td>
			<td>Kobayashi Kako, Fukui, Japan</td>
			<td>-</td>
			<td>For anathesis of animals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Midazolam</td>
			<td>Astellas Pharma, Tokyo, Japan</td>
			<td>-</td>
			<td>For anathesis of animals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Miniature screw</td>
			<td>KOFUSEIBYO Co., Ltd.</td>
			<td>S0.6*1.5</td>
			<td>For EEG-senseing and reference electrode</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse</td>
			<td>Japan SLC, Inc.</td>
			<td>C57BL/6J&#160;(C57BL/6JJmsSlc)</td>
			<td>Experimental animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Permalloy-45 rod</td>
			<td>The Nilaco Corp.</td>
			<td>780544</td>
			<td>The core of the coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recording system</td>
			<td>Plexon Inc.</td>
			<td>OmniPlex</td>
			<td>For EEG data acquisition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless wire</td>
			<td>Wakisangyo Co., Ltd.</td>
			<td>HW-136</td>
			<td>For grasp by manipulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic apparatus</td>
			<td>NARISHIGE Group.</td>
			<td>SR-5M-HT</td>
			<td>To fix a mouse head</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surface-mount connector</td>
			<td>Useconn Electronics Ltd.</td>
			<td>PH127-2x10MG</td>
			<td>For connector to mount on the flexible 2D array</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Testing equipment (LCR meter)</td>
			<td>NF Corp.</td>
			<td>ZM2372</td>
			<td>Contact check and impedance measurements</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>White PLA filament</td>
			<td>Zhejiang Flashforge 3D Technology Co., Ltd</td>
			<td>PLA-F13</td>
			<td>The material used for 3D-printing the donut-shaped disks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylocaine Jelly 2%</td>
			<td>Sandoz Pharma Co., Ltd.</td>
			<td>-</td>
			<td>lidocaine hydrochloride</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

low-cost electroencephalographic recording system combined with a millimeter-sized coil to transcranially stimulate the mouse brain in vivo

밀리미터 크기의 코일을 사용하여 생체 내에서 마우스 뇌의 경두개 자기 자극(TMS)을 구동하기 위해 저비용 뇌파(EEG) 기록 시스템이 여기에서 제안됩니다. 맞춤형의 유연한 다중 전극 어레이 기판과 결합된 기존의 나사 전극을 사용하여 마우스 뇌에서 다중 부위 기록을 수행할 수 있습니다. 또한 실험실에서 흔히 볼 수 있는 저비용 장비를 사용하여 밀리미터 크기의 코일을 생산하는 방법을 설명합니다. 플렉서블 다중전극 어레이 기판을 제조하기 위한 실용적인 절차와 저잡음 EEG 신호를 생성하는 데 필요한 나사 전극의 외과적 주입 기술도 제시됩니다. 이 방법론은 작은 동물의 뇌에서 기록하는 데 유용하지만 현재 보고서는 마취된 마우스 두개골의 전극 구현에 중점을 둡니다. 또한, 이 방법은 공통 어댑터를 통해 테더링된 케이블로 연결되고 녹음 중에 TMS 장치로 머리에 고정되는 깨어 있는 작은 동물로 쉽게 확장할 수 있습니다. 최대 32개의 EEG 채널(예: 16개의 채널을 가진 장치가 더 적은 채널을 갖는 장치가 제시됨)과 하나의 TMS 채널 장치를 포함할 수 있는 EEG-TMS 시스템의 현재 버전에 대해 설명한다. 또한 마취된 마우스에 EEG-TMS 시스템을 적용하여 얻은 일반적인 결과가 간략하게 보고됩니다.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a promising tool for human brain science, clinical application, and animal model research because of its non-/low invasiveness. During the early stage of TMS applications, measurement of the cortical effect in response to single- and paired-pulse TMS in humans and animals was restricted to the motor cortex; easily measurable output was limited to motor evoked potentials and induced myoelectric potentials involving the motor cortex1,2. To expand the brain regions that can be measured by TMS modulation, electroencephalographic (EEG) recording was integrated with single- and paired-pulse TMS as a useful method to directly examine the excitability, connectivity, and spatiotemporal dynamics of areas throughout the whole brain3,4,5. Thus, the simultaneous application of TMS and EEG recording (TMS-EEG) to the brain has been used to probe various superficial cortical brain areas of humans and animals to investigate intracortical neural circuits (see Tremblay et al.6). Moreover, TMS-EEG systems can be used to examine additional cortical spatiotemporal characteristics, including the propagation of signals to other cortical areas and the generation of oscillatory activity7,8.
However, the mechanism of action of TMS in the brain remains speculative because of the non-invasiveness of TMS, which limits our knowledge of how the brain functions during TMS applications. Therefore, invasive translational studies in animals ranging from rodents to humans are of crucial importance to understand the mechanism of the effects of TMS on neural circuits and their activity. In particular, for combined TMS-EEG experiments in animals, a simultaneous stimulation and measurement system has not been intensively developed for small animals. Therefore, experimentalists are required to construct such a system by trial and error according to their specific experimental requirements. In addition, mouse models are useful among other in vivo animal species models because many transgenic and strain-isolated mice strains are available as biological resources. Thus, a convenient method to build a TMS-EEG-combined measurement system for mice would be desirable for many neuroscience researchers.
This study proposes a TMS-EEG-combined method that can be applied for simultaneous stimulation and recording of the mouse brain, which is the main type of transgenic animal used in research, and that can easily be constructed in typical neuroscience laboratories. First, a low-cost EEG recording system is described using conventional screw electrodes and a flexible substrate to reproducibly assign an electrode-array position in each experiment. Second, a magnetic stimulation system is constructed using a millimeter-sized coil, which can easily be custom-made in typical laboratories. Third, the TMS-EEG-combined system records neural activity in response to sound and magnetic stimulation. The method presented in this study can reveal the mechanisms that generate specific disorders in small animals, and the results obtained in the animal models can be translated to understand the corresponding human disorders.

저자 스포트라이트: 생체 내에서 쥐 뇌를 경두개골로 자극하기 위해 밀리미터 크기의 코일과 결합된 저비용 뇌파 기록 시스템  

생체 내에서 마우스 뇌를 경두개로 자극하기 위해 밀리미터 크기의 코일과 결합된 저비용 뇌파 기록 시스템

In neuroscience, TMS and EEG recording are frequently used to advance our understanding of the brain. TMS is especially promising due to its non-invasiveness. Combining TMS with EEG recording enables researchers to explore excitability, connectivity, and spatiotemporal dynamics across various brain regions.This protocol aims to develop a simultaneous stimulation measurement system for TMS-EEG experiments with small animals. These system have not been extensively developed, forcing researchers to create a system to trial and error according to the unique experimental requirements. This easily adaptable approach can be set up in standard neuroscience labs, making it more accessible and practical for researchers.The findings of this study will advance research and elucidating mechanisms behind specific disorders in small animals, which are essential models for human candidates. Further, these models will improve their understanding of human conditions and help guide the creation of more effective treatments and interventions.

나사 전극과 결합된 유연한 기판을 사용하여 마취된 C57BL/6J 마우스에서 기록된 샘플 EEG 데이터는 아래에 나와 있습니다.
전형적인 예로, 소리 자극(8kHz 톤 버스트, 80dB 음압 레벨[SPL])에 대한 응답으로 생성된 평균 EEG 파형이 동일한 자극을 가진 60번의 시도에 대해 표시됩니다(그림 4A). 기록 채널 매핑의 개략도도 도 4A의 중간에 제시...

Watch this Scientific Journal Video about Low-Cost Electroencephalographic Recording System Combined with a Millimeter-Sized Coil to Transcranially Stimulate the Mouse Brain In Vivo at JoVE.com

밀리미터 크기의 코일과 결합된 저비용 뇌파 기록 시스템은 생체 내에서 마우스 뇌의 경두개 자기 자극을 유도하기 위해 제안되었습니다. 맞춤형의 유연한 다중 전극 어레이 기판이 있는 기존의 나사 전극을 사용하여 경두개 자기 자극에 대한 반응으로 마우스 뇌에서 다중 부위 기록을 수행할 수 있습니다.

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, ...

신경 과학에서 TMS 및 EEG 기록은 뇌에 대한 이해를 높이는 데 자주 사용됩니다. TMS는 비 침습성으로 인해 특히 유망합니다. TMS와 EEG 기록을 결합하면 연구자들이 다양한 뇌 영역에서 흥분성, 연결성 및 시공간 역학을 탐색할 수 있습니다.이 프로토콜은 작은 동물을 대상으로 한 TMS-EEG 실험을 위한 동시 자극 측정 시스템을 개발하는 것을 목표로 합니다. 이러한 시스템은 광범위하게 개발되지 않았기 때문에 연구자들은 고유한 실험 요구 사항에 따라 시행착오를 거쳐야 하는 시스템을 만들어야 합니다. 이 쉽게 적응할 수 있는 접근 방식은 표준 신경과학 실험실에서 설정할 수 있으므로 연구자가 더 쉽게 접근할 수 있고 실용적입니다.이 연구의 결과는 인간 후보에게 필수적인 모델인 작은 동물의 특정 장애 이면에 있는 메커니즘에 대한 연구와 설명을 발전시킬 것입니다. 또한, 이러한 모델은 인간 상태에 대한 이해를 향상시키고보다 효과적인 치료법과 개입을 만드는 데 도움이 될 것입니다.

low-cost-electroencephalographic-recording-system-combined-with

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Low-Cost Electroencephalographic Recording System Combined with a Millimeter-Sized Coil to Transcranially Stimulate the Mouse Brain In Vivo

1.8K 조회수.  Hokkaido University. 신경 과학에서 TMS 및 EEG 기록은 뇌에 대한 이해를 높이는 데 자주 사용됩니다. TMS는 비 침습성으로 인해 특히 유망합니다. TMS와 EEG 기록을 결합하면 연구자들이 다양한 뇌 영역에서 흥분성, 연결성 및 시공간 역학을 탐색할 수 있습니다.이 프로토콜은 작은 동물을 대상으로 한 TMS-EEG 실험을 위한 동시 자극 측정 시스템을 개발하는 것을 목표로 합니다. 이러한 시스템은 ?...

비디오: 저자 스포트라이트: 생체 내에서 쥐 뇌를 경두개골로 자극하기 위해 밀리미터 크기의 코일과 결합된 저비용 뇌파 기록 시스템  

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, utilizing a millimeter-sized coil. Using conventional screw electrodes combined with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain. In addition, we explain how a millimeter-sized coil is produced using low-cost equipment usually found in laboratories. Practical procedures for fabricating the flexible multielectrode array substrate and the surgical implantation technique for screw electrodes are also presented, which are necessary to produce low-noise EEG signals. Although the methodology is useful for recording from the brain of any small animal, the present report focuses on electrode implementation in an anesthetized mouse skull. Furthermore, this method can be easily extended to an awake small animal that is connected with tethered cables via a common adapter and fixed with a TMS device to the head during recording.The present version of the EEG-TMS system, which can include a maximum of 32 EEG channels (a device with 16 channels is presented as an example with fewer channels) and one TMS channel device, is described. Additionally, typical results obtained by the application of the EEG-TMS system to anesthetized mice are briefly reported.

A low-cost electroencephalographic recording system combined with a millimeter-sized coil is proposed to drive transcranial magnetic stimulation of the mouse brain in vivo. Using conventional screw electrodes with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain in response to transcranial magnetic stimulation.

연구

신경과학

Electroencephalographic (EEG) Electrode Implantation on Mouse Brain

To begin, use an intraperitoneal anesthetized mouse and expose the skull Using standard surgical procedures. Attach the stainless steel rod mounted to the 2D electrode array on the backside of the flexible substrate to a manipulator. Then place the flexible substrate on the exposed skull.Adjust the location of channels 3 and 14 on the array to fit within the inferior colliculus. Draw four small circles at the locations of channels 3, 8, 9, and 14 on the skull with a permanent marker to serve as targeting landmarks. Next, dry the skull surface to improve the adherence of the dental cement and to electrically isolate the 2D electrode array on the flexible substrate from the mouse skull.Apply a layer of dental cement to the skull surface approximately one millimeter thick and allow the cement to cure for approximately 30 minutes. Align the flexible substrate in line with the small circular marks on the surface of the skull. Then position the tip of a dental drill on each electrode pad hole on the flexible substrate and carefully drill into the skull.Using a screwdriver, secure the miniature screw electrodes into the drill holes of the skull. Crimp the head of the screw electrode and the electrode pad firmly. Finally, measure the conductance between each screw electrode and the connector with testing equipment, such as an LCR meter to confirm electrical conductivity.