Name: noninvasive eeg recordings from freely moving piglets
Uploaded: 2018-07-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 5 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets at JoVE.com

Helmut Scheu çukuru Hofgut Neumühle, bizim araştırma yapmak fırsat için teşekkür etmek istiyorum.

Tüm yordamlar Yerel Etik Komitesi (#23177-07/G10-1-010/G 15-15-011) tarafından kabul edildi ve ardından Avrupa ve Alman ulusal düzenlemeler (Avrupa Toplulukları Konsey Direktifi, 86/609/ECC; Tierschutzgesetz).
Tüm hayvan yordamları Johannes Gutenberg Üniversitesi Mainz hayvan bakımı komitenin Yönetmeliği uyarınca Tıp Merkezi yapıldı.
1. Kurulum
<ol><li>Deneme önce herhangi bir hat gürültüsü için kontrol ve kurulum ve anten için yeterli bir yer bulmak. Hat gürültüsü 60 veya 50 Hz sinüs dalga görünür. Not: Anten ve özellikle gönderici ve alıcı arasındaki mesafeyi yerleşimini sistemin iletim gücünü bağlıdır. Burada kullanılan ayarlanabilir sistemidir. Yaklaşık 3 m iletim aralığı nispeten düşük bir güç için ayarlandı. Ayrıca, çukuru metal çit sinyal nemlendirin ve parazit türleri neden olabilir. Bu durumda, anten metal kafesin içinde yerleştirmek gereklidir.</li>
	<li>Bir kablo davul çizgi güç ile kurulum sağlamak için kullanın. Dizüstü bilgisayar, alıcı ünitesi ve analog dijital dönüştürücü (gerekirse) kullanılan belirli telsiz sistemi için bağlanın. Not: burada kullanılan telsiz sistemi için alıcı dijital veri gönderdi. Bu diğer sistemler için farklı olabilir.</li>
	<li>Elektrotlar, yapıştırıcılar, pamuklu ve mendil yanı sıra karıştırma bloklar, ayrı bir masaya koyun.</li>
	<li>Kısa kablolar ile elektrotları hazırlayın. Bunu yapmak için elektrotlar kesin ve onları tekrar hayvan büyüklüğüne bağlı olarak mümkün olduğunca kısa bir süre ile lehim. Kablolar istenilen kayıt pozisyonlar kafasına veri iletimini telemetric EEG birimi ile bağlamak yeterince uzun olmalıdır. Çok uzun kablolar olmalı çözüçü ve deri yapışkanlı silikon elastomer ile kaplı. Recoiled gerekir uzun kablolar silikon yama daha büyük ve daha ağır olun.</li>
</ol>2. domuz yavrusu
<ol><li>Bir domuz yavrusu bacak veya toraks kapma yakalamak. Durun ve herhangi bir dışkılama ve işeme unutmayın.</li>
	<li>Gerekiyorsa bir numarayla piglet işaretleyin.</li>
	<li>Piglet bir havlu sarın. Piglet sakin. Piglet aşırı ısınma unutmayın.</li>
	<li>Tek elle vücut veya önkol piglet tutun. Öte yandan burun tutmak için kullanın. Piglet aşırı ısınma farkında olmak ve düzgün nefes almak ücretsiz olduğundan emin olun.</li>
</ol>3. elektrotlar
<ol><li>Elektrotlar eklemek ikinci bir kişi var.</li>
	<li>Toprak su veya etanol ile cilt temizlemek. Gerekirse, kafasını tıraş.</li>
	<li>Herhangi bir ölü deri hücreleri aşındırıcı bir EEG jel ve Q-tip kaldırın. Aşındırıcı jel sonra kaldırın. Alternatif olarak, zımpara kağıdı kullanın.</li>
	<li>Kendinden yapışkanlı elektrotlar istenilen yerde düzeltmek. Zemin elektrot beyincik (kulak arasında) yukarıda yer ve referans elektrot burnuna. Kayıt elektrot istediğiniz konuma yerleştirin. Not: başvuru tarafsız bir konumda (burun) yerleştirildi çünkü bu durumda, tek kutuplu bir kayıt, gerçekleştirildi. Şu ana kadar domuz yavruları için kullanılabilir hiçbir standart sistem. Burada, parietal kayıt konumu (göz ve kulak arasında) sağ beyin yarım küre üzerinde kullanıldı.</li>
	<li>Kablolar telemetri birimine bağlayın. Birimi açın. Kullanılan telemetri sistemine bağlı olarak, bu bir manyetik anahtar ya da radyo frekansı uyandırma sinyali olabilir.</li>
	<li>Telemetri birim kapak ve tüm kablolar iki deri yapışkanlı silikon kauçuk ile de tüm elektrotlar ( Tablo malzemelerigörmek). Her iki bileşenin eşit miktarda karıştırma, kür saat 1 dk. gözleri menzilde olacak ve kirpik kauçuk ile örtülmelidir değil.</li>
	<li>Silikon kauçuk tamamen tedavi kadar bekleyin.</li>
	<li>Piglet çevrilmesin geri yerleştirin.</li>
	<li>Bu süre (birkaç dakika) uzun bir süre içinde rahatsızlık belirtileri gösteriyor diye piglet gözlemlemek.</li>
</ol>4. ölçüm
<ol><li>Piglet kurtarıldı ve davranışını bu (besleme, oynama, uyku), eşdeğerleri ile eşitlemeye başlar genellikle 30'dan sonra bekleyin s (Şekil 1).</li>
	<li>Uyku aşamaları için isterseniz bekleyin. Kayıt süresi belirli bilimsel soru üzerine bağlıdır. Burada, 10 dk kayıt oturumları kullanılmıştır.</li>
	<li>Telemetri birim 2'den fazla diğer domuz yavruları tarafından kapatılmışsa, sinyal alıcı için çok düşük olabilir. Yavaşça üstüne uyuyorlar mı Eğer domuz yavruları uzaklaştırmak. Ekmek unutmayın; agresif tepki.</li>
	<li>Veri toplama yazılımı ile Kayýt iþlemini baþlatmak ( Tablo malzemelerigörmek).</li>
</ol>5. bitiş
<ol><li>Kayıt (genellikle birkaç saat), yakaladıktan sonra piglet tekrar olarak adım 2 tanımlanmıştır. Ekmek unutmayın; agresif tepki.</li>
	<li>Yavaşça silikon kauçuk bir kenarında kaldır. O zaman, silikon kauçuk elektrotlar ve telemetri birimi içeren tüm düzeltme ekini kaldırmak. Piglet's gözlerini ile dikkatli olun.</li>
	<li>Piglet çevrilmesin geri yerleştirin.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Conrad, M. S., Sutton, B. P., Dilger, R. N., Johnson, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vivo+three-dimensional+magnetic+resonance+imaging-based+averaged+brain+collection+of+the+neonatal+piglet+(Sus+scrofa).">An in vivo three-dimensional magnetic resonance imaging-based averaged brain collection of the neonatal piglet (Sus scrofa).</a> PLoS ONE. 9 (9), e107650 (2014).</li><li>de Camp, N. V., Hense, F., Lecher, B., Scheu, H., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Models+for+preterm+cortical+development+using+non+invasive+clinical+EEG.">Models for preterm cortical development using non invasive clinical EEG.</a> Translational Neuroscience. 8, 211-224 (2017).</li><li>Lapray, D., Bergeler, J., Dupont, E., Thews, O., Luhmann, H. J., Barculo, D., Daniels, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+telemetric+system+for+recording+brain+activity+in+small+animals.">A novel telemetric system for recording brain activity in small animals.</a> Telemetry: Research, Technology and Applications. , 195-203 (2009).</li><li>Kim, D., Yeon, C., Kim, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+experimental+validation+of+a+dry+non-+invasive+multi-channel+mouse+scalp+EEG+sensor+through+visual+evoked+potential+recordings.">Development and experimental validation of a dry non- invasive multi-channel mouse scalp EEG sensor through visual evoked potential recordings.</a> Sensors. 17, 326 (2017).</li><li>Moshayedi, P., 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=The+relationship+between+glial+cell+mechanosensitivity+and+foreign+body+reactions+in+the+central+nervous+system.">The relationship between glial cell mechanosensitivity and foreign body reactions in the central nervous system.</a> Biomaterials. 35, 3919-3925 (2014).</li><li>Barrese, J. C., 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=Failure+mode+analysis+of+silicon-based+intracortical+microelectrode+arrays+in+non-human+primates.">Failure mode analysis of silicon-based intracortical microelectrode arrays in non-human primates.</a> Journal of Neural Engineering. 10, 066014 (2013).</li><li>Hellstr&#246;m-Westas, L., Ros&#233;n, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroencephalography+and+brain+damage+in+preterm+infants.">Electroencephalography and brain damage in preterm infants.</a> Early Human Development. 81, 255-261 (2005).</li><li>Lloyd, R. O., Goulding, R. M., Filan, P. M., Boylan, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overcoming+the+practical+challenges+of+electroencephalography+for+very+preterm+infants+in+the+neonatal+intensive+care+unit.">Overcoming the practical challenges of electroencephalography for very preterm infants in the neonatal intensive care unit.</a> Acta Paediatrica. , 152-157 (2015).</li><li>Clancy, B., Finlay, B. L., Darlington, R. B., Anand, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extrapolating+brain+development+from+experimental+species+to+humans.">Extrapolating brain development from experimental species to humans.</a> Neurotoxicology. 28, 931-937 (2007).</li><li>Iyer, K. K., 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=Cortical+burst+dynamics+predict+clinical+outcome+early+in+extremely+preterm+infants.">Cortical burst dynamics predict clinical outcome early in extremely preterm infants.</a> Brain. 138, 2206-2218 (2015).</li><li>Luhmann, H., de Camp, N., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+brain+activity+in+preterms:+mathematics+helps+to+predict+clinical+outcome.">Monitoring brain activity in preterms: mathematics helps to predict clinical outcome.</a> Brain. 138, 2114-2125 (2015).</li><li>Dragomir, A., Akay, Y., Curran, A. K., Akay, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complexity+measures+of+the+central+respiratory+networks+during+wakefulness+and+sleep.">Complexity measures of the central respiratory networks during wakefulness and sleep.</a> Journal of Neural Engineering. 5, 254-261 (2008).</li><li>Peever, J., Fuller, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biology+of+REM+sleep.">The biology of REM sleep.</a> Current Biology. 27, R1237-R1248 (2017).</li><li>Robert, S., Dallaire, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polygraphic+Analysis+of+the+sleep-wake+states+and+the+REM+Sleep+periodicity+in+domesticated+pigs+(Sus+scrofa).">Polygraphic Analysis of the sleep-wake states and the REM Sleep periodicity in domesticated pigs (Sus scrofa).</a> Physiology &amp; Behavior. 37 (2), 289-293 (1986).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Protokol bir kritik elektrotlar, özellikle toprak elektrodu düşük gürültü ile istikrarlı kayıtları elde etmek için yeterli deri temas adımdır. Ayrıca, domuz yavruları çok çevik olduğundan, tüm sistem elektrotlar ve telemetri birimi korumak için silikon kauçuk kapak önemlidir. Eğer istikrarlı bir çıtalı bir döşeme ile deneyler yaptı, Ayrıca, küçük cihazlar veya bağlayıcıları ile dikkatli olun.
Kendinden yapışkanlı hidrojel elektrotlar yetersiz bir kavrama durumunda, mümkün olduğu kadar aşındırıcı krem kaldırmayı deneyin. Dış ölü deri kat kaldırmak için alternatif bir yol zımpara kullanarak. Önarıtma alkol ile zorunlu değildir. Kirli cilt de su ile temizlenir. Alçı şeritler vücut Çift Kişilik silikon yerine telemetric sistemi düzeltmek için kullanmayın. Alçı şeritler cildi tahriş ve büyük rahatsızlık belirtileri neden olabilir. Domuz yavruları bu durumda çok hızlı sistem kurtulmak.
İstikrar hidrojel elektrot yöntemi bir kısıtlamasıdır. Onlar bir kaybı kayıt kalitesi ile sonuçlanan bir kaç saat sonra kuru. Ayrıca, tüm EEG teknikleri olduğu gibi güçlü hareketler genellikle kas yapıları ( Şekil 4' te görüldüğü gibi) kayıt izleme ile ilişkili. Ayrıca, iyi bir yerleşim anten bir zavallı alıcı sinyal neden olabilir eserler azaltmak önemlidir. Metal çitler de yüksek frekanslı parazit türleri, bir kaybı veri dizileri ile sonuçlanan neden olabilir. Bu soruna yönelik bir çözüm en iyi bir konumda metal çit içinde anten yerleştirmektir. Anten en uygun konumunu sadece alanında deneme yanılma ile değerlendirilebilir. Sistem genellikle giyen domuz yavruları kafalarını işlemek diğer domuz yavruları izin vermemesi nedeniyle ekmek ve diğer domuz yavruları eserler, yol açmayan. Bu diğer türler için farklı olabilir.
Özellikle nörolojik translasyonel yaklaşımlar için önemli bir yöntemdir. Bu teknik ile non-invaziv kayıtları sedasyon olmadan kullanmak mümkündür. Elde edilen EEG kayıtları için klinik ayarı çok benzer. Teknik preterm EEG olgunlaşma hayvan modeli sistemleri aracılığı ile karakterize için yeni olanaklar açmak. Bunun ötesinde, birçok neuroscientific sorularınız, özellikle kortikal alan potansiyelleri, ayrıca noninvaziv bu tekniği ile muayene etmek. Bu nedenle, yöntem numarası ve Nörobilim alanında hayvan deneyleri şiddeti azaltmak potansiyeline sahiptir.
Gelecek için birden fazla elektrot ile kayıtları planlanmaktadır. Elektrotlar minyatür bir önkoşuldur. Ayrıca, elektrotlar uzun vadeli istikrar gelecekteki yenilikler için bir konudur.

Domuzcuklar Nörobilim1için gelişmekte olan bir modeli sistemi vardır. Translasyonel araştırma güçlendirmek için non-invaziv, klinik EEG'ler kontrolsüz domuz yavruları2 (resim 1 ve Şekil 2) kaydetmek için bir yöntem icat. Non-invaziv bir metodoloji, benzer klinik ayarı ve sakinleştirici ya da anestezi perhiz EEG kayıtları, kortikal olgunlaşma ile ilişkili EEG desenleri ile ilgili translasyonel kullanımı için iki önkoşul vardır. Kendinden yapışkanlı elektrotlar ile birlikte tek kanallı telemetri sistemi3 yaklaşık 5 dk. sonra sabit olabilir, domuz yavruları hızlı bir şekilde işleme yordamdan yeniden elde etmek ve onların beslenme ve davranış için diğerinden uyku eşitlemek Domuz yavruları ve ekmek.
Olsa bile zaten uyuşturulmuş hayvanlar4non-invaziv EEG kayıtları kullanmak için girişimleri, hayvanlardan en elektroansefalografi çalışmaları invaziv yaklaşımlar ile yapılmaktadır. Bu yöntemler implante elektrotlar5,6 etrafında iltihabi süreçleri ile ilgili yan etkileri vardır ve çoğunlukla, onlar implante EEG sistemi harici bileşenleri nedeniyle hayvanların sosyal bir ayırma gerektirir. Bu nedenle, bu verilerin klinik içeriğinde çeviri zordur. Translasyonel yaklaşımlar ihtiyacını açık gerçeği o hala nasıl bir "normal" beyin olgunlaşma ön Kortikal gelişim sırasında klinik, non-invaziv elektroansefalografi7tarafından temsil edilir bilinmiyor olduğunu haline geliyor. Bu bilgi boşluğu erken Doğum EEG kayıtları ile ilgili teknik sorunlar nedeniyle oluşur bebekler8. Hayvanların çoğu insan kortikal gelişimi9ile karşılaştırıldığında bir "erken beyin" doğuştan beri hayvan modeli sistemlerinde, desen erken Kortikal gelişim daha iyi, erişilebilir. Kortikal gelişme karşısında türler2korunmuş şekillerinin yanı sıra, bu son zamanlarda preterm bebeklerin EEG kayıtları sırasında daha sonra hayat10,11bireysel klinik sonuçlar da tahmin edebilirsiniz gösterilmiştir. Burada açıklanan yöntemi gelişimsel nörolojik translasyonel yönleri için kullanışlıdır.

<table><tbody><tr><td>Disposable adhesive&lt;br/&gt; surface silver/silver chloride electrodes</td><td>Spes&lt;br/&gt; Medica S.r.l., Genova, Italy</td><td></td><td>Self adhesive hydrogel electrode</td></tr><tr><td>Abralyt HiCl</td><td>Easycap GmbH</td><td></td><td>Abrasive cream</td></tr><tr><td>Body Double fast</td><td>Smooth On Inc.</td><td></td><td>Skin adhesive silicone</td></tr><tr><td>Telemetry system</td><td></td><td></td><td>Internal development</td></tr><tr><td>Picolog 1216</td><td>Pico Technology</td><td></td><td>AD converter</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>Panasonic</td><td></td><td>Rugged laptop</td></tr><tr><td>Receiver</td><td></td><td></td><td>Internal development</td></tr></tbody></table>

noninvasive eeg recordings from freely moving piglets

Yöntemi yüksek kaliteli electroencephalograms (EEG'ler) kayıt domuz yavruları doğrudan çukuru içinde serbestçe hareket etmesini sağlar. Biz bir tek kanallı telemetric elektroansefalografi sistemi standart kendinden yapışkanlı hidrojel elektrotlar ile kullanın. Domuz yavruları sakinleştirici kullanımı olmadan sakinleşti. Pigpen içine onların yayımlanmasından sonra normal domuz yavruları davranır — iç ve onların kardeşleri olarak aynı döngüsü uyku. Onların uyku aşamaları EEG kayıtları için kullanılır.

Biz tipik EEG desenleri ile non - REM uykusu, iğ patlamaları veya delta fırçalar, özgürce hareket domuz yavruları (resim 1 ve Şekil 2) gibi ilişkili kaydetmek başardık. Biz çoğunlukla non - REM uykusu, sırasında temsilcisi desenleri baktılar ama REM gibi uyku12 ile çok düşük bir genlik aşamalarını da olmuştur (Şekil 3) kaydedildi. Fizyolojisi ve REM uyku miktarı türler13arasında farklılık gösterir. Bir kaç dakika aralığında kısa REM aşamaları domuz14için tipik örnekleridir. İyi kayıt kalitesi de (emzirme) (Şekil 4) besleme sırasında kullanılabilir. Davranış oynamaya gelince, güçlü kas aktivitesi kas eserler yol açar; Ancak, filtreler EEG bantları ayıklamak için tasarlanmıştır. Olası analitik araçlar daha fazla güç spektral yoğunluğu veya analitik araçlar olarak, örneğin, ağ etkinliğini odaklanan hesaplamalardır faz-genlik kancası. Bu analitik araçlar tek kanallı EEG kayıtları ile de kullanılabilir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58226/58226fig1.jpg"> Şekil 1: telemetric EEG sistemi ile uyuyan bir domuzcuğa. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58226/58226fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58226/58226fig2.jpg"> Şekil 2: tipik EEG desenleri kaydedilen eşdeğerleri istirahat serbestçe hareket eden bir domuz yavrusu uyku aşamasında. Dört olaylar kutuları ile vurgulanır. Soldan sağa, ilk kutu tipik desenleri kas aktivitesi tarafından elde edildi görünür; Örneğin, uyku, yüksek miktarda hızlı gama etkinlik (yukarıda 80 Hz) ve bir patlama gibi bir görünüm tarafından karakterize twitches kısa. İkinci kutu delta etkinlik teta ve Alfa aralığın üst üste aktivite ile karakterize bir delta fırça benzeri Bölüm gösterir. Üçüncü ve dördüncü kutuları frekans bileşenlerinin Alfa, beta ve gama bantlarında karakterize gama patlamaları (uyku iğ gibi olaylar), kısa bölümlerini göster. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58226/58226fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58226/58226fig3.jpg"> Şekil 3: REM uyku aşamalarında. İlk ve ikinci kutu yavaş-dalga uyku aşamaları gösterir. Üçüncü kutuyu yaklaşık 20 düşük-genlik EEG aşaması gösterir s süresi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58226/58226fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58226/58226fig4.jpg"> Şekil 4: içme piglet (emzirme) 10 dk EEG kaydı iz. 100 sonra yalak s var verici ve EEG kayıt sistemi alıcı arasındaki radyo iletişimi kısa bir kaybı nedeniyle. Daha sonra bazı kas veya taşıma eserler vardır. Kas yapıları çok yüksek delta grup genlikleri ile karakterizedir. Buna ek olarak, EEG etkinlik genlik iktidardan yavaş dalgalar (bkz, örneğin, 200 ve 250 s arasında) hızlı kademeli bir düşüş ile karakterizedir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58226/58226fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets at JoVE.com

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Burada, biz bir protokol serbestçe domuz yavruları çevrilmesin sakinleştirici kullanmaya gerek kalmadan doğrudan içinde hareket üzerinden kayıt telemetric electroencephalograms (EEG'ler) mevcut, tipik EEG desenleri non - REM uykusu iğ gibi sırasında kaydetmek için yapım o olanaklı patlamaları.

Domuz yavruları serbestçe hareket noninvaziv EEG kayıtları

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

noninvasive-eeg-recordings-from-freely-moving-piglets

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

7.2K Görüntüleme.  Free University Berlin. Burada, biz bir protokol serbestçe domuz yavruları çevrilmesin sakinleştirici kullanmaya gerek kalmadan doğrudan içinde hareket üzerinden kayıt telemetric electroencephalograms (EEG'ler) mevcut, tipik EEG desenleri non - REM uykusu iğ gibi sırasında kaydetmek için yapım o olanaklı patlamaları.

Video: Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such as epilepsy and neurodegenerative disorders. However, it is technically difficult to obtain EEG recordings in neonates as it requires specialized handling and great care. Here, we present a novel method to record EEG in neonatal rat pups (P8-P15). We designed a simple and reliable electrode using computer pin loci; it can be easily implanted into the skull of a rat pup to record high-quality EEG signals in the normal and epileptic brain. Pups were given an intraperitoneal (i.p.) injection of the neurotoxin kainic acid (KA) to induce epileptic seizures. The surgical implantation performed in this procedure is less expensive than other EEG procedures for neonates. This method allows one to record high-quality and stable EEG signals for more than 1 week. Furthermore, this procedure can also be applied to adult rats and mice to study epilepsy or other neurological disorders.

Here, we introduce a novel technique designed to record electroencephalography (EEG) in freely moving neonatal epileptic pups and describe its procedures, features, and applications. This method allows one to record EEG for more than 1 week.

Yeni Bir Yöntemi Kullanarak Serbest Dolaşan Yenidoğan Sıçanlarında EEG Kaydı

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

Nörobilim

Adaptation of Microelectrode Array Technology for the Study of Anesthesia-induced Neurotoxicity in the Intact Piglet Brain

Every year, millions of children undergo anesthesia for a multitude of procedures. However, studies in both animals and humans have called into question the safety of anesthesia in children, implicating anesthetics as potentially toxic to the brain in development. To date, no studies have successfully elucidated the mechanism(s) by which anesthesia may be neurotoxic. Animal studies allow investigation of such mechanisms, and neonatal piglets represent an excellent model to study these effects due to their striking developmental similarities to the human brain.
This protocol adapts the use of enzyme-based microelectrode array (MEA) technology as a novel way to study the mechanism(s) of anesthesia-induced neurotoxicity (AIN). MEAs enable real-time monitoring of in vivo neurotransmitter activity and offer exceptional temporal and spatial resolution. It is hypothesized that anesthetic neurotoxicity is caused in part by glutamate dysregulation and MEAs offer a method to measure glutamate. The novel implementation of MEA technology in a piglet model presents a unique opportunity for the study of AIN.

This study explores the novel use of enzyme-based microelectrode array (MEA) technology to monitor in vivo neurotransmitter activity in piglets. The hypothesis was that glutamate dysregulation contributes to the mechanism of anesthetic neurotoxicity. Here, we present a protocol to adapt MEA technology to study the mechanism of anesthesia-induced neurotoxicity.

Elektrot dizi teknoloji adaptasyon anestezi kaynaklı nörotoksisite sağlam Piglet beyinde incelenmesi için

Every year, millions of children undergo anesthesia for a multitude of procedures. However, studies in both animals and humans have called into question ...

Subdural Soft Electrocorticography (ECoG) Array Implantation and Long-Term Cortical Recording in Minipigs

Neurological impairments and diseases can be diagnosed or treated using electrocorticography (ECoG) arrays. In drug-resistant epilepsy, these help delineate the epileptic region to resect. In long-term applications such as brain-computer interfaces, these epicortical electrodes are used to record the movement intention of the brain, to control the robotic limbs of paralyzed patients. However, current stiff electrode grids do not answer the need for high-resolution brain recordings and long-term biointegration. Recently, conformable electrode arrays have been proposed to achieve long-term implant stability with high performance. However, preclinical studies for these new implant technologies are needed to validate their long-term functionality and safety profile for their translation to human patients. In this context, porcine models are routinely employed in developing medical devices due to their large organ sizes and easy animal handling. However, only a few brain applications are described in the literature, mostly due to surgery limitations and integration of the implant system on a living animal.
Here, we report the method for long-term implantation (6 months) and evaluation of soft ECoG arrays in the minipig model. The study first presents the implant system, consisting of a soft microfabricated electrode array integrated with a magnetic resonance imaging (MRI)-compatible polymeric transdermal port that houses instrumentation connectors for electrophysiology recordings. Then, the study describes the surgical procedure, from subdural implantation to animal recovery. We focus on the auditory cortex as an example target area where evoked potentials are induced by acoustic stimulation. We finally describe a data acquisition sequence that includes MRI of the whole brain, implant electrochemical characterization, intraoperative and freely moving electrophysiology, and immunohistochemistry staining of the extracted brains.
This model can be used to investigate the safety and function of novel design of cortical prostheses; mandatory preclinical study to envision translation to human patients.

Subdural Soft Electrocorticography ECoG Array Implantation and Long-Term Cortical Recording in Minipigs

Here, we present a method for the long-term performance and safety assessment of soft subdural electrode arrays in a minipig model, describing surgical method and tools, postoperative magnetic resonance imaging, electrophysiology of the auditory cortex, electrochemical properties of the implant, and postmortem immunochemistry.

Minipiglerde Subdural Yumuşak Elektrokortikografi (ECoG) Dizisi İmplantasyonu ve Uzun Süreli Kortikal Kayıt

Neurological impairments and diseases can be diagnosed or treated using electrocorticography (ECoG) arrays. In drug-resistant epilepsy, these help ...

Biyomühendislik

Noninvasive Electrocardiography in the Perinatal Mouse

Electrocardiography (ECG) has long been relied upon as an effective and reliable method of assessing cardiovascular (and cardiopulmonary) function in both human and animal models of disease. Individual heart rate, rhythm, and regularity, combined with quantitative parameters collected from ECG, serve to assess the integrity of the cardiac conduction system as well as the integrated physiology of the cardiac cycle. This article provides a comprehensive description of the methods and techniques used to perform a noninvasive ECG on perinatal and neonatal mouse pups as early as the first postnatal day, without requiring the use of anesthetics. This protocol was designed to directly address a need for a standardized and repeatable method for obtaining ECG in newborn mice. From a translational perspective, this protocol proves to be entirely effective for characterization of congenital cardiopulmonary defects generated using transgenic mouse lines, and particularly for analysis of defects causing lethality at or during the first postnatal days. This protocol also aims to directly address a gap in the scientific literature to characterize and provide normative data associated with maturation of the early postnatal cardiac conduction system. This method is not limited to a specific postnatal timepoint, but rather allows for ECG data collection in neonatal mouse pups from birth to postnatal day 10 (P10), a window that is of critical importance for modeling human diseases in vivo, with particular emphasis on congenital heart disease (CHD).

Here, we present a noninvasive electrocardiography (ECG) protocol, optimized for early postnatal mice, that does not require the use of anesthetics.

Perinatal Farede Noninvaziv Elektrokardiyografi

Electrocardiography (ECG) has long been relied upon as an effective and reliable method of assessing cardiovascular (and cardiopulmonary) function in both ...

Tıp

Echocardiography Recording in Awake Miniature Pigs

Echocardiography uses ultrasonic waves to non-invasively assess cardiac structure and function and is the standard of care for cardiac assessment and monitoring. The miniature pig, or minipig, is increasingly being used as a model of cardiac disease in medical research. Pigs are notoriously difficult to restrain and handle safely, and, therefore, research echocardiography in this species is almost always performed under anesthesia or heavy sedation. Anesthetics and sedatives universally affect cardiovascular function and may cause the depression of cardiac output and blood pressure, increases or decreases in heart rate and systemic vascular resistance, changes in the electrical rhythm, and altered coronary blood flow. Therefore, sedated or anesthetized echocardiography may not accurately depict the progression of cardiac disease in large animal models, thereby limiting the translational value of these important studies. This paper describes a novel device that allows for standing awake echocardiography in minipigs. In addition, training techniques used to teach pigs to tolerate this painless and non-invasive procedure without the need for hemodynamic-altering anesthetics are described. Standing awake echocardiography represents a safe and feasible way to perform the most common cardiac monitoring test in minipigs for cardiovascular research.

A simple cart construct, built to perform research echocardiography in standing awake minipigs, is described, along with building considerations, training techniques, and representative ultrasound images.

Uyanık Minyatür Domuzlarda Ekokardiyografi Kaydı

Echocardiography uses ultrasonic waves to non-invasively assess cardiac structure and function and is the standard of care for cardiac assessment and ...

<meta charset="utf8"></head><body>Subdermal Elektrot Yerleştirilmesi Kullanılarak Tavşanlarda Sürekli EEG/EKG Kayıtları

Surgical Implant Procedure and Wiring Configuration for Continuous Long-Term EEG/ECG Monitoring in Rabbits

A multi-system approach that includes the continuous collection of electroencephalogram (EEG) and electrocardiogram (ECG) recordings facilitates a comprehensive assessment of electrical activity in the brain and heart, particularly leading up to and surrounding episodic events. Building on our previous protocol that facilitates the collection of intermittent EEG/ECG recordings from conscious restrained rabbits, we developed a protocol for the collection of continuous EEG/ECG recordings from unrestrained rabbits. This new method enables high-quality 24/7 recordings in the housing cage, which captures the normal range of physiological states and enables the rabbits to move, eat, drink, and sleep freely. It enables comprehensive assessments of the prevalence, incidence, and susceptibility to EEG/ECG abnormalities, seizures, arrhythmias, and sudden death. This procedure involves the surgical placement of subdermal electrodes and the design and manufacturing of a robust wiring system that is impervious to damage by the rabbits. The surgical procedure includes two incisions and the sub-dermal tunneling of nine electrodes and wires that exit through a custom-made port. The external connector attaches to a wire harness that includes an electrical swivel, which allows for&#160;free range of rabbit motion throughout its cage. Additionally, the wires are enclosed in a metal sheath suspended by a retractor cable from the ceiling of the rabbit&#39;s cage. The wires are then connected to an amplifier/digitizer for the acquisition of high-quality continuous EEG/ECG recordings.

<meta charset="utf8"></head><body>Tavşanlarda Sürekli Uzun Süreli EEG/EKG İzleme için Cerrahi İmplant Prosedürü ve Kablolama Konfigürasyonu

The study outlines a protocol for the design, manufacturing, and placement of a novel continuous EEG/ECG recording system in rabbits. This hard-wired system allows for continuous EEG/ECG recordings from nine distinct electrodes on the head and chest, which facilitates comprehensive assessments of electrical activity in the brain and heart.

Tavşanlarda Sürekli Uzun Süreli EEG/EKG İzleme için Cerrahi İmplant Prosedürü ve Kablolama Konfigürasyonu

A multi-system approach that includes the continuous collection of electroencephalogram (EEG) and electrocardiogram (ECG) recordings facilitates a ...

Measuring Brain Glutamate Levels Under Anesthesia in Neonatal Piglets Using a Microelectrode Array

Source: Geyer, E. D., et al. <a href="https://app.jove.com/v/57391">Adaptation of Microelectrode Array Technology for the Study of Anesthesia-induced Neurotoxicity in the Intact Piglet Brain.</a> J. Vis. Exp. (2018).
This video demonstrates the measurement of glutamate levels in the brain of an anesthetized neonatal piglet using a microelectrode array (MEA). The procedure involves creating a craniotomy window in the pig skull and inserting the MEA into the brain region of interest. The glutamate-oxidase-coated recording sites of the MEA convert extracellular brain glutamate to hydrogen peroxide, which generates a measurable current. This current is measured and normalized against background noise to determine brain glutamate levels under anesthesia.

Bir Mikroelektrot Dizisi Kullanılarak Yenidoğan Domuz Yavrularında Anestezi Altında Beyin Glutamat Seviyelerinin Ölçülmesi

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neurophysiology

Electrophysiology Techniques

Subdural Implantation of a Soft Electrocorticography Array for Cortical Electrophysiology Recording in Minipigs

Source: Fallegger, F. et al., <a href="https://app.jove.com/v/64997">Subdural Soft Electrocorticography (ECoG) Array Implantation and Long-Term Cortical Recording in Minipigs.</a>&#160;J. Vis. Exp. (2023).
This video demonstrates the implantation of a soft electrocorticography array and the long-term cortical recordings in a minipig. It outlines the steps involved in surgically implanting the array over the minipig&#39;s auditory cortex and recording both baseline and sound stimulus-evoked neuronal action potentials.

Domuz yavruları serbestçe hareket noninvaziv EEG kayıtları

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Yeni Bir Yöntemi Kullanarak Serbest Dolaşan Yenidoğan Sıçanlarında EEG Kaydı

Elektrot dizi teknoloji adaptasyon anestezi kaynaklı nörotoksisite sağlam Piglet beyinde incelenmesi için

Minipiglerde Subdural Yumuşak Elektrokortikografi (ECoG) Dizisi İmplantasyonu ve Uzun Süreli Kortikal Kayıt

Perinatal Farede Noninvaziv Elektrokardiyografi

Uyanık Minyatür Domuzlarda Ekokardiyografi Kaydı

Tavşanlarda Sürekli Uzun Süreli EEG/EKG İzleme için Cerrahi İmplant Prosedürü ve Kablolama Konfigürasyonu

Tavşanlarda Sürekli Uzun Süreli EEG/EKG İzleme için Cerrahi İmplant Prosedürü ve Kablolama Konfigürasyonu

Tavşanlarda Sürekli Uzun Süreli EEG/EKG İzleme için Cerrahi İmplant Prosedürü ve Kablolama Konfigürasyonu

Bir Mikroelektrot Dizisi Kullanılarak Yenidoğan Domuz Yavrularında Anestezi Altında Beyin Glutamat Seviyelerinin Ölçülmesi

Minipiglerde Kortikal Elektrofizyoloji Kaydı için Yumuşak Elektrokortikografi Dizisinin Subdural İmplantasyonu