Este trabalho foi apoiado pela Murata Science Foundation, Suzuken Memorial Foundation, Nakatani Foundation for Advancement of Measuring Technologies in Biomedical Engineering, e um Grant-in-Aid for Exploratory Research (grant number 21K19755, Japão) e for Scientific Research (B) (grant number 23H03416, Japan) para T.T.

Estimulando o cérebro do camundongo com um EEG de baixo custo e bobina de tamanho milimétrico

<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>

Os autores não têm nada a revelar.

Este estudo aborda um sistema de registro de EEG multi-site combinado com um sistema de estimulação magnética projetado para pequenos animais, incluindo camundongos. O sistema construído é de baixo custo e fácil construção em laboratórios fisiológicos, podendo estender suas configurações de medição existentes. O procedimento cirúrgico necessário para obter dados do sistema de gravação do mouse é profundamente simples se esses laboratórios tiverem experiência prévia com experimentos eletrofisiológic...

A estimulação magnética transcraniana (EMT) é uma ferramenta promissora para a ciência do cérebro humano, aplicação clínica e pesquisa de modelos animais devido à sua não/baixa invasividade. Durante o estágio inicial das aplicações da EMT, a medida do efeito cortical em resposta à EMT de pulso único e pareado em humanos e animais foi restrita ao córtex motor; a produção facilmente mensurável limitou-se aos potenciais evocados motores e aos potenciais mioelétricos induzidos envolvendo o córtex motor 1,2. Para expandir as regiões cerebrais que podem ser medidas pela modulação da EMT, o registro eletroencefalográfico (EEG) foi integrado à EMT de pulso único e pareado como um método útil para examinar diretamente a excitabilidade, conectividade e dinâmica espaço-temporal de áreas em todo o cérebro 3,4,5. Assim, a aplicação simultânea do registro de EMT e EEG (EMT-EEG) ao cérebro tem sido usada para sondar várias áreas corticais superficiais cerebrais de humanos e animais para investigar circuitos neurais intracorticais (ver Tremblay et al.6). Além disso, os sistemas TMS-EEG podem ser usados para examinar características espaço-temporais corticais adicionais, incluindo a propagação de sinais para outras áreas corticais e a geração de atividade oscilatória 7,8.
No entanto, o mecanismo de ação da EMT no cérebro permanece especulativo devido à não invasividade da EMT, o que limita nosso conhecimento de como o cérebro funciona durante as aplicações da EMT. Portanto, estudos translacionais invasivos em animais desde roedores até humanos são de fundamental importância para a compreensão do mecanismo dos efeitos da EMT sobre os circuitos neurais e sua atividade. Em particular, para experimentos combinados de EMT-EEG em animais, um sistema de estimulação e medição simultâneas não foi desenvolvido intensivamente para pequenos animais. Portanto, experimentalistas são obrigados a construir tal sistema por tentativa e erro de acordo com suas exigências experimentais específicas. Além disso, modelos de camundongos são úteis entre outros modelos de espécies animais in vivo , pois muitas linhagens de camundongos transgênicos e isolados de cepas estão disponíveis como recursos biológicos. Assim, um método conveniente para construir um sistema de medição combinado EMT-EEG para camundongos seria desejável para muitos pesquisadores da neurociência.
Este estudo propõe um método combinado EMT-EEG que pode ser aplicado para estimulação e gravação simultâneas do cérebro de camundongos, que é o principal tipo de animal transgênico usado em pesquisas, e que pode ser facilmente construído em laboratórios típicos de neurociência. Primeiro, um sistema de registro de EEG de baixo custo é descrito usando eletrodos de parafuso convencionais e um substrato flexível para atribuir de forma reprodutível uma posição de arranjo de eletrodos em cada experimento. Em segundo lugar, um sistema de estimulação magnética é construído usando uma bobina de tamanho milimétrico, que pode ser facilmente feita sob medida em laboratórios típicos. Terceiro, o sistema combinado EMT-EEG registra a atividade neural em resposta à estimulação sonora e magnética. O método apresentado neste estudo pode revelar os mecanismos que geram distúrbios específicos em pequenos animais, e os resultados obtidos nos modelos animais podem ser traduzidos para a compreensão dos distúrbios humanos correspondentes.

<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

Um sistema de registro eletroencefalográfico (EEG) de baixo custo é proposto aqui para conduzir a estimulação magnética transcraniana (EMT) do cérebro de camundongos in vivo, utilizando uma bobina de tamanho milimétrico. Usando eletrodos de parafuso convencionais combinados com um substrato de matriz multieletrodos flexível, flexível e feito sob medida, a gravação em vários locais pode ser realizada a partir do cérebro do camundongo. Além disso, explicamos como uma bobina de tamanho milimétrico é produzida usando equipamentos de baixo custo normalmente encontrados em laboratórios. Também são apresentados procedimentos práticos para a confecção do substrato flexível multieletrodo array e a técnica cirúrgica de implante de eletrodos de parafuso, necessários para produzir sinais de EEG de baixo ruído. Embora a metodologia seja útil para o registro a partir do cérebro de qualquer pequeno animal, o presente relato se concentra na implementação de eletrodos em um crânio de camundongo anestesiado. Além disso, este método pode ser facilmente estendido a um pequeno animal acordado que é conectado com cabos amarrados através de um adaptador comum e fixado com um dispositivo TMS na cabeça durante a gravação. A presente versão do sistema EEG-TMS, que pode incluir no máximo 32 canais de EEG (um aparelho com 16 canais é apresentado como exemplo com menos canais) e um dispositivo de canal de EMT, é descrita. Além disso, resultados típicos obtidos pela aplicação do sistema EEG-TMS em camundongos anestesiados são brevemente relatados.

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.

Autor em destaque: Sistema de gravação eletroencefalográfica de baixo custo combinado com uma bobina de tamanho milimétrico para estimular transcranialmente o cérebro do camundongo in vivo  

Sistema de Gravação Eletroencefalográfica de Baixo Custo Combinado com uma Bobina de Tamanho Milimétrico para Estimular Transcranialmente o Cérebro de Camundongos In Vivo

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.

Os dados de EEG de amostra registrados em camundongos C57BL/6J anestesiados com o substrato flexível combinado com os eletrodos de parafuso são apresentados a seguir.
Como exemplo típico, as médias das formas de onda do EEG geradas em resposta à estimulação sonora (tone-burst de 8 kHz, nível de pressão sonora [NPS] de 80 dB) são mostradas para 60 tentativas com estímulos idênticos (Figura 4A). Um esquema de mapeamento do canal de registro também é ap...

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Um sistema de registro eletrencefalográfico de baixo custo combinado com uma bobina de tamanho milimétrico é proposto para conduzir a estimulação magnética transcraniana do cérebro de camundongos in vivo. Usando eletrodos de parafuso convencionais com um substrato multieletrodo personalizado, flexível e com arranjo de eletrodos, o registro multi-site pode ser realizado a partir do cérebro de camundongos em resposta à estimulação magnética transcraniana.

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

Em neurociência, a EMT e o registro de EEG são frequentemente usados para avançar nossa compreensão do cérebro. A EMT é especialmente promissora devido à sua não invasividade. A combinação da EMT com o registro do EEG permite que os pesquisadores explorem a excitabilidade, a conectividade e a dinâmica espaço-temporal em várias regiões do cérebro.Este protocolo tem como objetivo desenvolver um sistema de medida por estimulação simultânea para experimentos de EMT-EEG com pequenos animais. Estes sistemas não foram extensivamente desenvolvidos, forçando os pesquisadores a criar um sistema de tentativa e erro de acordo com os requisitos experimentais únicos. Essa abordagem facilmente adaptável pode ser estabelecida em laboratórios de neurociência padrão, tornando-a mais acessível e prática para os pesquisadores.Os resultados deste estudo irão avançar na pesquisa e elucidar os mecanismos por trás de distúrbios específicos em pequenos animais, que são modelos essenciais para candidatos humanos. Além disso, esses modelos melhorarão sua compreensão das condições humanas e ajudarão a orientar a criação de tratamentos e intervenções mais eficazes.

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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 visualizações.  Hokkaido University. Em neurociência, a EMT e o registro de EEG são frequentemente usados para avançar nossa compreensão do cérebro. A EMT é especialmente promissora devido à sua não invasividade. A combinação da EMT com o registro do EEG permite que os pesquisadores explorem a excitabilidade, a conectividade e a dinâmica espaço-temporal em várias regiões do cérebro.Este protocolo tem como objetivo desenvolver um sistema de medida por estimulação simultânea para experimentos de EMT-EEG co...

Vídeo: Autor em destaque: Sistema de gravação eletroencefalográfica de baixo custo combinado com uma bobina de tamanho milimétrico para estimular transcranialmente o cérebro do camundongo in vivo  

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.

Neurociência

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.