Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

Предлагается недорогая электроэнцефалографическая регистрирующая система в сочетании с катушкой миллиметрового размера для управления транскраниальной магнитной стимуляцией мозга мыши in vivo. Используя обычные винтовые электроды с изготовленной на заказ гибкой подложкой из многоэлектродной матрицы, можно проводить многосайтовую запись из мозга мыши в ответ на транскраниальную магнитную стимуляцию.

Abstract

Здесь предлагается недорогая электроэнцефалографическая (ЭЭГ) система регистрации для управления транскраниальной магнитной стимуляцией (ТМС) мозга мыши in vivo с использованием катушки миллиметрового размера. Используя обычные винтовые электроды в сочетании с изготовленной на заказ гибкой подложкой из многоэлектродной матрицы, можно выполнять многосайтовую запись из мозга мыши. Кроме того, мы объясняем, как производится катушка миллиметрового размера с использованием недорогого оборудования, обычно встречающегося в лабораториях. Также представлены практические процедуры изготовления гибкой подложки многоэлектродной матрицы и техника хирургической имплантации винтовых электродов, которые необходимы для получения малошумящих сигналов ЭЭГ. Несмотря на то, что эта методология полезна для записи данных из мозга любого мелкого животного, в настоящем докладе основное внимание уделяется внедрению электродов в анестезированный череп мыши. Кроме того, этот метод может быть легко распространен на бодрствующее мелкое животное, которое соединено привязанными кабелями через общий адаптер и закреплено устройством TMS на голове во время записи. Описан настоящий вариант системы ЭЭГ-ТМС, который может включать в себя максимум 32 канала ЭЭГ (в качестве примера представлено устройство с 16 каналами с меньшим количеством каналов) и одно канальное устройство ТМС. Кроме того, кратко сообщается о типичных результатах, полученных при применении системы ЭЭГ-ТМС к анестезированным мышам.

Introduction

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) является многообещающим инструментом для науки о человеческом мозге, клинического применения и исследований на животных моделях из-за ее неинвазивности / низкой инвазивности. На ранней стадии применения ТМС измерение коркового эффекта в ответ на ТМС с одиночными и парными импульсами у людей и животных было ограничено моторной корой; Легко измеримый выход был ограничен моторными вызванными потенциалами и индуцированными миоэлектрическими потенциалами с участием моторной коры 1,2. Чтобы расширить области мозга, которые могут быть измерены с помощью модуляции ТМС, элект....

Protocol

В настоящем исследовании все эксперименты на животных проводились в соответствии с Руководством Национального института здравоохранения по уходу за лабораторными животными и их использованию и с одобрения Институционального комитета по уходу за животными и их использованию Универ?.......

Representative Results

Образцы данных ЭЭГ, записанные у анестезированных мышей C57BL/6J с гибкой подложкой в сочетании с винтовыми электродами, представлены ниже.

В качестве типичного примера средние формы ЭЭГ, генерируемые в ответ на звуковую стимуляцию (всплеск тона 8 кГц, уровень звукового давл.......

Discussion

В этом исследовании рассматривается многосайтовая система регистрации ЭЭГ в сочетании с системой магнитной стимуляции, предназначенной для мелких животных, включая мышей. Сконструированная система является недорогой и легко конструируется в физиологических лабораториях и может ра?.......

Acknowledgements

Эта работа была поддержана Научным фондом Мураты, Мемориальным фондом Судзукена, Фондом Накатани по развитию измерительных технологий в биомедицинской инженерии и грантом на поисковые исследования (грант No 21K19755, Япония) и на научные исследования (B) (грант No 23H03416, Япония) для T.T.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
3D printerZhejiang Flashforge 3D Technology Co., LtdFFD-101The printer used for 3D-printing the donut-shaped disks
ATROPINE SULFATE  0.5 mgNIPRO ES PHARMA CO., LTD.-Atropine sulfate
Bipolar amplifierNF Corp.KIT61380For amplifying waveforms for coil input
ButorphanolMeiji Seika Pharma
Co., Ltd., Tokyo, Japan
-For anathesis of animals
Commercial manufacturer of flexible 2D arrayp-ban.com Corp.-URL: https://www.p-ban.com/
Computer prograom to analyze output signalsNatinal InstrumentsNI-DAQ and  NI-DAQmx PythonTo analyze output signals from the hall-effect sensor
ConnectorHarwin Inc.G125-FV12005L0PFor connector to conect to the measuring system
Copper padp-ban.com Corp.copperCopper pad on each substrate
Copper wireKyowa Harmonet Ltd.P644432The windings of the coil
DAQ boardNational Instruments Corp.USB-6343For measuring the magnitic flux density of the coil
Dental cementSHOFU INC.Quick ResinSelf-Curing Orthodontic Resin
ECoG electrodeNeuroNexus Inc.HC32For reference to design of the flexible 2D array
Epoxy resinKonishi Co. Ltd.#16123For coil construction
Ethyl CarbamateFUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.050-05821For urethan anesthesia
Flat ribbon cableOki Electric Cable Co., Ltd.FLEX-B2(20)-7/0.1 20028 5mFor cable to connect between surface-mount connector and measuring sysytem
flexible substratep-ban.com Corp.polyimideBaseplate of flexible substrate
Function generatorNF Corp.WF1947For generating waveforms for coil input
Hall-effect sensorHoneywell International Inc.SS94A2DFor measuring the magnitic flux density of the coil
IDC crimping toolPro'sKit Industries Co.6PK-214To crimp the IDC and one end of the flat ribbon cable; Flat cable connector crimping tool
Instant glueKonishi Co. Ltd.#04612For coil construction
Insulation-displacement connector (IDC )Uxcell JapanB07GDDG3XG2 × 10 pins and a 1.27 mm pitch 
LCR meterNF Corp.ZM2376For measuring the AC properties of the coil
ManipulatorNARISHIGE Group.SM-15LFor manipulating the coil
MedetomidineKobayashi Kako, Fukui, Japan-For anathesis of animals
MidazolamAstellas Pharma, Tokyo, Japan-For anathesis of animals
Miniature screwKOFUSEIBYO Co., Ltd.S0.6*1.5For EEG-senseing and reference electrode
MouseJapan SLC, Inc.C57BL/6J (C57BL/6JJmsSlc)Experimental animal
Permalloy-45 rodThe Nilaco Corp.780544The core of the coil
Recording systemPlexon Inc.OmniPlexFor EEG data acquisition
Stainless wireWakisangyo Co., Ltd.HW-136For grasp by manipulator
Stereotaxic apparatusNARISHIGE Group.SR-5M-HTTo fix a mouse head
Surface-mount connectorUseconn Electronics Ltd.PH127-2x10MGFor connector to mount on the flexible 2D array
Testing equipment (LCR meter)NF Corp.ZM2372Contact check and impedance measurements
White PLA filamentZhejiang Flashforge 3D Technology Co., LtdPLA-F13The material used for 3D-printing the donut-shaped disks
Xylocaine Jelly 2%Sandoz Pharma Co., Ltd.-lidocaine hydrochloride

References

Explore More Articles

195

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved