Name: high-density eeg recordings of the freely moving mice using polyimide-based microelectrode
Uploaded: 2011-01-11T21:10:00
Duration: 6 min 59 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode at JoVE.com

Ondersteund door KIST Grant (2E21510), Nationaal Honor Scientist programma van het Ministerie van Onderwijs, en de originele Technology Research Program for Brain Science door de National Research Foundation van Korea gefinancierd door het Ministerie van Onderwijs, Wetenschap en Technologie (2010 tot 0018944).

1. Overzicht C57BL/6J - 129S4/SvJae hybride muizen (12 ~ 15 weken oud) zijn verdoofd met ketamine (120 mg / kg ip) en xylazine (6 mg / kg, ip) cocktail. Staart of teen knijpen vooraf aan de operatie om de diepte van de anesthesie te inspecteren. De muis is vastgesteld door stereotaxische apparatuur (David Kopf Instruments, Model 902, Calif, USA). De hoofdhuid wordt ingesneden op de middellijn ongeveer 25 mm op de schedel bloot onder de lidocaïne behandeling voor vermindering van de pijn. Eventueel vuil op de schedel wordt geveegd door de zoutoplossing gedrenkte katoen tips om de hechting van de elektrode om de schedel te verbeteren. De bregma en lambda punten worden gemarkeerd en in hetzelfde horizontale vlak. De polyimide op basis van micro-elektrode array (PBM-array) is zodanig geplaatst dat de verticale middellijn van de middellijn van de schedel voldoet. De bregma punt moet worden gevestigd in het midden van de 5 e laag van de voorste van de PBM-array. Twee of drie microscrews worden gebruikt bij de nul ruimte in de rand van de schedel te helpen beveiligen van de positie van de elektrode met tandheelkundige cement. Voor stutten de PBM-array-aansluiting, hebben we de positie van een stut op het midden van het hoofd, en dek deze af met tandheelkundige cement. Na uitharding is de ingesneden huid gehecht, en ten minste 5 dagen worden gegeven voor herstel. Tijdens het herstel, zijn de muizen ondergebracht in afzonderlijke kooien met vrije toegang tot voedsel en water. Na het herstel, is het EEG-registratie uitgevoerd. Verzorging van dieren, chirurgische, en opnemen van procedures waren in overeenstemming met de richtlijnen voor de Institutionele Animal Care en gebruik Comite, na Act 1992 van de Korea Lab Animal Care verordeningen en bijbehorende richtlijnen. De PBM-arrays in dit manuscript werden gefabriceerd zoals beschreven door Choi. et. Al. 1 Neem contact op met de auteurs om dezelfde PBM-array te gebruiken in de video. 2. Procedure <ol><li> Bereid de gesteriliseerde chirurgische instrumenten en apparaten stereotaxische. </li><li> Verdoven van de muis met anesthesie (bijv. ketamine / xylazine met een dosis van 120 en 60 mg / kg ip, repectively). Staart of teen knijpen vooraf aan de operatie om de diepte van de anesthesie te inspecteren. </li><li> Monteer de muis op de stereotaxische apparaat door het plaatsen van oor bars in het oor van de muis kanaal en aanscherping op zijn plaats. De ogen kunnen worden bekleed met biocompatibele jelly (bijvoorbeeld vaseline) om de ogen niet uitdrogen door de operatie licht. Na vochtinbrengende van de muis het hoofd met 70% ethanol, scheren de vacht uit zijn hoofd. </li><li> Incise het hoofd ongeveer 25 mm met een hoofdhuid. Het is aan te bevelen om een ​​kleine hoeveelheid van 2% toe te passen lidocaïne hydrochloride onder de hoofdhuid. Knijp de huid met micro-klemmen (Fine Science Tools (USA), Inc, 18052-03, Calif, USA) om de incisie wijd open. </li><li> Veeg het resterende weefsel puin op de schedel met een zoutoplossing gedrenkte wattenstaafjes hechting van de PBM-array te verbeteren aan de schedel. Het gebruik van peroxide voor het verwijderen van het residu van het membraan is ook effectief. </li><li> Zoek de bregma en lambda punten op de schedel, en markeer ze met een basis van olie marker pen. Plaats de PBM-array, zodat de verticale middellijn voldoet aan de middellijn van de schedel zoals weergegeven in figuur 1. Plaats de bregma in het midden van de 5e laag van de voorste van de PBM-array met een druppel kraanwater. Wattenstaafje de film elektrode uit de mediaal naar lateraal zorgvuldig voor een betere hechting. Om de film te elektrode stok strakker om de schedel te helpen, moet de film elektrode helemaal droog op de schedel. De film elektrode moet nog worden vastgesteld op de schedel van Van der Waals kracht. Wanneer de elektrode herpositionering, een andere druppel leidingwater is nodig om de elektrode te voorkomen dat gescheurd. <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig1.jpg" alt="Figuur 1" /> Figuur 1. (Links) Een PBM-array op de muis schedel. De Voorwandinfarct-posterior as van PBM-array komt overeen met de lijn tussen bregma (BP) en lambda punten (LP). (Rechts) De vermeende elektrode posities op de hersenen van muizen oppervlak. De anatomie van de muis zijn gesegmenteerd van de 3-D MRI digitale atlas database van een volwassen C57BL/6J muizenhersenen geproduceerd in Brookhaven National Lab en de elektrode locaties zijn gemarkeerd volgens de stereotaxische meting. Grond (G) en referentie (Ref) elektroden zijn aangegeven in de figuur rechts. </li><li> Mark ten minste drie posities op de open ruimte van de schedel, en dan gaten in die locaties met behulp van een tandartsboor voor de positionering van de ondersteunende microscrews. Deze microscrews hebben een rol van scepter en mechanisch ondersteunen de tandheelkundig cement op de schedel. Extra voorzichtigheid is nodig tijdens het boren. Omdat de muis schedel bestaat uit dunne lagen, kunnen bloedingen zich gemakkelijk voordoen tijdens het boren. Bij het bloeden gebeurt, stop boren en breng een kleine hoeveelheid poeder hemostatische in het gat. </li><li> Breng de tandheelkundige acryl cement (Vertex-Dental, Vertex Self-Curing, Nederland) aan de PBM-array, anker schroeven, en de rest van de schedel te dekken. Bereid de tandheelkundige cement in een lijmachtige en visceuze condition. </li><li> Plaats een stijve stok als een stut op het midden van de kop met sterke lijm (bijvoorbeeld, Loctite, Henkel Loctite Corp, Dublin, Ierland). Zet dubbelzijdige plakband op de achterkant van de connector vliegtuig. Manipuleren van de PBM-array connector positie te verbinden met de punt van de veerpoot. De verticale afstand tussen de schedel en de connector moet meer zijn dan 5 mm. Plak de connector vliegtuig en de punt van de stok met sterke lijm voor een betere hechting. </li><li> Zorg ervoor dat de tandheelkundige cement volledig is uitgehard. Breng vervolgens de tandheelkundige acryl cement over de schedel en de achterkant van de connector vliegtuig aan op de connector aan de schedel te beveiligen. </li><li> Verwijder de micro-klemmen. Hechtdraad ingesneden huid met gesteriliseerd stiksels vezels. Haal de muis uit het apparaat. U van toepassing kunnen zijn extra tandheelkundige acryl cement om de blootgestelde schedel schild. Breng een antibioticum (Fucidin zalf, Dong Wha Apotheek, Zuid-Korea) rond de cement-en gehecht huid. </li><li> Plaats de muis in een gesteriliseerde kooi tot hij hersteld in de oorspronkelijke lichaamsgewicht (ongeveer 5 tot 7 dagen). Het wordt aanbevolen om geen kooi vrienden te introduceren. </li><li> Na herstel, sluit u de muis door een licht-gewicht printed circuit board (PCB) aan op de stofoploop van een multikanaals EEG-versterker systeem (Synamps 2, North Carolina, USA) in zijn eigen kooi. De verbindende lijnen moeten voorzichtig behandeld worden zodat het niet verstrikt raken. </li><li> Na 1 uur van gewenning, uitvoeren EEG opname. Scan 4.4. (North Carolina, VS) acquisitie software werd gebruikt in dit experiment. Een typische tijd trace set van de muis EEG is weergegeven in figuur 2. Het wordt aanbevolen om de video te loggen op het gedrag van de muis betrekking hebben. </li><li> Verkregen signaal kan worden geanalyseerd met behulp van MATLAB (MathWorks, Natick, MA, USA) om de topografische kaart hersenen produceren. Voorbeeld topografieën van EEG de macht kaart van muizenhersenen zijn weergegeven in figuur 3. </li></ol> 3. Representatieve resultaten Als de bovenstaande chirurgische procedures correct zijn uitgevoerd, zal 40 kanalen muis EEG-registratie met succes worden uitgevoerd zonder slecht kanalen. Volgende afbeeldingen tonen de vertegenwoordiger van ruwe EEG sporen en topografische kaarten. <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig2.jpg" alt="Figuur 2" /> Figuur 2. Een voorbeeld van een spoor van EEG ervaren afwezigheid beslag geïnduceerd door middel van injectie γ-butyrolacton (GBL, 50mg/kg, ip). Rode balk geeft aan spike-wave-en ontladingen (SWDs) tijdens de afwezigheid aanval. De horizontale en verticale assen geven aan tijd en spanning, respectievelijk. Het nummer volgt het kanaal montage gedefinieerd in figuur. Een (rechts). <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig3.jpg" alt="Figuur 3" /> Figuur 3. De topografische kaarten geven de 2-6 Hz distributie. De waarde in de colorbar vertegenwoordigt de kleur schaal van de macht kaart. Tijdens de spike-wave-en ontladingen (SWDs) veroorzaakt door γ-butyrolacton (GBL, 50mg/kg, ip), de kracht in de grote frontoparietal corticale gebieden aanzienlijk toenemen in vergelijking met de kracht voordat GBL injectie (Baseline).

<ol>
	<li>Choi, J. H., Koch, K. P., Poppendieck, W., Lee, M., Shin, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+resolution+Electroencephalography+in+Freely+Moving+Mice.">High resolution Electroencephalography in Freely Moving Mice.</a> J Neurophysiol. , .</li><li>Lee, M., Shin, H. S., Choi, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+recording+of+brain+activity+and+functional+connectivity+in+the+mouse+brain.">Simultaneous recording of brain activity and functional connectivity in the mouse brain.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 2934-2936 (2009).</li></ol>

Hier rapport chirurgische en het opnemen van procedures om high-density EEG verwerven in vrij bewegende muizen. Deze methode stelt ons in staat om functionele brein kaarten te verkrijgen van de muis model om de moleculaire mechanismen van spontane ritmische 1,2 of event related hersenactiviteit te bestuderen. Overname van alle kanalen in de PBM-array is een noodzakelijke voorwaarde om hele brein in kaart brengen van te krijgen, maar het maken van een veilige contactpersoon voor elk kanaal is zeer uitdagend. Voor een duurzaam behoud consistente contact van het kanaal naar de schedel, zijn de volgende procedures die te vinden te zijn belangrijk. In de eerste plaats kan een weefsel puin op de schedel uit elkaar van de elektrode van de schedel. Daarom is het zeer belangrijk om de weefselstukjes te verwijderen met wattenstaafjes gesteriliseerd en opdrogen van de schedel oppervlak. Ten tweede, het vermogen van PBM-array die kan vasthouden aan de schedel oppervlak van der Waals kracht. Er wordt voorgesteld om een ​​druppel leidingwater op de schedel om water te laag te bouwen toe te passen voordat een PBM-array van toepassing op de schedel. Ten derde, de juiste viscositeit van tandheelkundige cement is erg belangrijk. Als het te vloeibaar is, kan een isolerende laag uit hoofde van de PBM-array. Als het te dicht, zal de tandheelkundige cement gemakkelijk uit elkaar vallen van de schedel door zijn eigen gewicht. Ten slotte moet ten minste drie ondersteunende microscrews worden ingeplant op de schedel aan de tandheelkundige cement strak gebonden aan de schedel te maken. De ondersteunende microscrews houden de tandheelkundige cement en zet de headstage, die essentieel is voor de lange termijn te bestuderen. De toepassing van PBM-array zal worden beperkt tot chronische studie met volwassen muizen door zijn grootte en gewicht. Gebaseerd op onze ervaring, muizen zwaarder dan 25 gram voldoende zijn om te gebruiken. Als verdere toepassingen, door de null ruimte tussen vestigingen in onze PBM-array, kan men invoeren secundaire elektroden voor opname of stimulatie doel.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>&gamma;&#x2013;butyrolactone</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>H7629-500G</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

high-density eeg recordings of the freely moving mice using polyimide-based microelectrode

Elektro-encefalogram (EEG) geeft de gemiddelde elektrische activiteit van de neuronale populaties op grote schaal niveau. Het wordt algemeen gebruikt als een niet-invasieve brain controle-instrument in de cognitieve neurowetenschappen en een diagnostisch hulpmiddel voor epilepsie en slaapstoornissen in de neurologie. Echter, het onderliggende mechanisme van de EEG ritme generatie is nog onder de sluier. Recent geïntroduceerde polyimide-gebaseerde micro-elektrode (PBM-array) voor hoge resolutie muis EEG 1 is een van de onderzoeken naar de neurofysiologische vragen over EEG-signalen op basis van een rijke genetische hulpbronnen, dat de muis model bevat voor de analyse van complexe EEG generatie proces te beantwoorden. Deze toepassing van nanofabricated PBM-array voor muis-schedel is een efficiënt hulpmiddel voor het verzamelen van op grote schaal hersenactiviteit van transgene muizen en biedt aan de neurale correlaten om bepaalde EEG ritmes herkennen in combinatie met gedrag. Toch zijn ultra-dunne dikte en gespleten structuur leiden tot een probleem in de behandeling en implantatie van PBM-array. In de gepresenteerde video, zijn de voorbereiding en de operatie stappen voor de implantatie van PBM-array op een muis schedel stap voor stap beschreven. Behandeling en chirurgie tips om onderzoekers te helpen te slagen in de implantatie zijn ook aanwezig.

Watch this Scientific Journal Video about High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode at JoVE.com

High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

In dit artikel beschrijven we de chirurgische ingreep en behandeling tips voor implantatie van ultra-dunne polyimide-op basis van micro-elektrode array (PBM-array) in de muis schedel voor de aankoop van high-density encefalografie (EEG) in een muismodel.

High-density EEG-registraties van de vrij bewegende muizen met behulp van Polyimide op basis van micro-elektrode

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Combining Computer Game-Based Behavioural Experiments With High-Density EEG and Infrared Gaze Tracking

De combinatie van Computer Game-Based Behavioural experimenten met High-Density EEG en infrarood Gaze Tracking

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

EEG opnemen bij vrij bewegende neonatale ratten met behulp van een nieuwe methode

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 ...

Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor

Visual Evoked potentiële opnamen in muizen met behulp van een niet-invasieve meerkanaals droge hoofdhuid EEG Sensor

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

Gelijktijdige opnamen van corticale lokale veld Potentials, elektrocardiogram Electromyogram en ademhaling ritme van een vrij bewegende Rat

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls ...

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Noninvasive EEG opnamen vrij bewegen biggen

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

Microdialysis of Excitatory Amino Acids During EEG Recordings in Freely Moving Rats

Microdialysis van Excitatory aminozuren tijdens EEG opnames in vrij bewegende ratten

Microdialysis is a well-established neuroscience technique that correlates the changes of neurologically active substances diffusing into the brain ...

Hybrid Microdrive System with Recoverable Opto-Silicon Probe and Tetrode for Dual-Site High Density Recording in Freely Moving Mice

Hybride Microdrive systeem met herstelbaar opto-silicium sonde en Tetrode voor Dual-site high density opname in vrij bewegende muizen

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, ...

Multi-Fiber Photometry to Record Neural Activity in Freely-Moving Animals

Multi-Fiber fotometrie om neurale activiteit op te nemen in vrij bewegende dieren

Recording the activity of a group of neurons in a freely-moving animal is a challenging undertaking. Moreover, as the brain is dissected into smaller and ...

Intracerebroventricular Delivery of Gut-Derived Microbial Metabolites in Freely Moving Mice

Intracerebroventriculaire toediening van van de darm afgeleide microbiële metabolieten in vrij bewegende muizen

The impact of gut microbiota and their metabolites on host physiology and behavior has been extensively investigated in this decade. Numerous studies have ...

Extracellular Electrophysiological Recording in the Motor Cortex of Mice

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

Advancements in Multichannel Extracellular Recording for Studying Neuronal Activity in Freely Moving Mice (Video) | JoVE

Meerkanaals extracellulaire opname in vrij bewegende muizen

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by ...