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
  • Disclosures
  • 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?.......

Disclosures

Авторам раскрывать нечего.

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

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

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