Name: non-restraining eeg radiotelemetry: epidural and deep intracerebral stereotaxic eeg electrode placement
Uploaded: 2016-06-25T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Non-restraining EEG Radiotelemetry: Epidural and Deep Intracerebral Stereotaxic EEG Electrode Placement at JoVE.com

The authors would like to thank Dr. Christina Ginkel (German Center for Neurodegenerative Diseases, DZNE), Dr. Michaela M&#246;hring (DZNE) and Dr. Robert Stark (DZNE) for assistance in animal breeding and animal health care. This work was financially supported by the Federal Institute for Drugs and Medical Devices (Bundesinstitut f&#252;r Arzneimittel und Medizinprodukte, BfArM) Bonn, Germany.

Etik Statement: Alle dyreforsøg blev udført i overensstemmelse med retningslinjerne i den lokale og institutionelle Rådet om Animal Care (University of Bonn, BfArM, LANUV, Tyskland). Desuden blev alle dyreforsøg udføres i overensstemmelse med overlegen lovgivning, f.eks., De Europæiske Fællesskaber Rådets direktiv af 24. november 1986 (86/609 / EØF) eller individuel regional eller national lovgivning. gøres Specifik indsats for at minimere antallet af anvendte dyr og deres lidelser. <p class="jove...

Implanterbar EEG radiotelemetri er af central betydning, da det er en ikke-fastholdende teknik tillader forsøgsdyr til at udføre deres fulde repertoire af adfærd 1,3. Dette er af stor interesse, da telemetrisk tilgang gør det muligt ikke kun spontan EEG optagelser, men også optagelser under kognitive opgaver og døgnrytmen analytiske opsætninger, såsom T-labyrint, radial labyrint, vand labyrint, søvnmangel opgaver eller når en EEG optagelse er nødvendig eller hensigtsmæssig under kompleks kognitiv ...

Radiotelemetri er et mest værdifulde metodisk tilgang til måling af en række adfærdsmæssige og fysiologiske parametre i bevidste, uhæmmet dyr af forskellige størrelser, især i forbindelse med EEG, EKG, EMG, blodtryk, kropstemperatur eller aktivitetsmålinger 1-7. Teoretisk set kan enhver art analyseres ved hjælp implanterbar EEG radiotelemetri fra laboratorieforsøg gnavere såsom mus og rotter til katte, hunde, grise og primater 3,8. Selv fisk, krybdyr og padder er omfattet radiotelemetrisk undersøgelse 9. I løbet af de sidste to årtier, har implanterbar EEG radiotelemetri vist sig at være værdifuld i karakteriseringen af forskellige transgene dyremodeller for humane sygdomme, såsom epilepsi, søvnforstyrrelser, neurodegenerative og neuropsykiatriske lidelser 7,10-12. I fortiden har talrige metodiske tilgange indsamler fysiologiske data, herunder biopotentialer fra mus og rotter været described. Slidt i jakke recorder systemer, fysiske fastholdelsesanordninger metoder, ikke-implanterede radiosendere og tøjrede systemer har fået den største opmærksomhed i fortiden 13,14. Dag, forskellige systemer til radiotelemetrisk implantation er kommercielt tilgængelige. Men en litteratur skærm afslørede også 29 publikationer, der beskriver udviklingen af self-made radiotelemetrisk systemer 15-40. Henviser hjemmelavede systemer vil sandsynligvis være billigere og mere brugervenlig tilpasset, kommercielt tilgængelige systemer er ligetil, relativt let at installere og kan sættes op hurtigt. Implantable EEG radiotelemetri har en række fordele sammenlignet med konkurrerende teknikker såsom fysisk fiksering metoder, slidte i jakke systemer eller bundne tilgange. Sidstnævnte fastholdende per definition, dvs.., Dyret er ude af stand til at bevæge sig eller dens normale adfærd er svækket. Det kan endda være nødvendigt at bedøve dyret for erhvervelse af reansvarlige data. Moderne tøjrede systemer er dog sandsynligvis være mindre fastholdende, men dette skal videnskabeligt valideret. Radiotelemetri på den anden side tillader, at dyr til at udstille deres fulde repertoire af adfærd uden spatiotemporale restriktioner og derfor, menes at være bedre end fastholdende tilgange og være mere prædiktive for de resultater, som kunne erhverves hos mennesker 1,3. Det er kendt for et godt stykke tid at fastholdende tilgange dramatisk kan ændre grundlæggende fysiologiske parametre, f.eks., Fødeindtagelse, kropstemperatur, blodtryk og puls og fysisk aktivitet for eksempel 3. Tøjrede systemer udgør en stadig udbredt klassisk fastholdende tilgang 13,14. Elektroderne, som enten epidurale eller dybe elektroder er generelt forbundet med en miniature sokkel, som er forankret til kraniet. Fatningen selv er udsat for fastgørelse af et kabel, der tillader forholdsvis fri bevægelse af dyret. Althdybdegående dag tøjrede systemer er blevet meget filigran og meget fleksibel, en af ​​sine store ulemper er, at det stadig er semi-fastholdende. Desuden kan der være en risiko for infektion ved elektroden implantationsstedet som dyrene har tendens til at manipulere alle eksterne enheder, der stammer fra deres krop (hoved). Selv trådløs radiotelemetri teknologi i forskellige arter allerede er blevet beskrevet i slutningen af 60&#39;erne og har således eksisteret i årtier, har det først for nylig blevet overkommelige, pålidelige og relativt let at bruge 10,41,42, navnlig i små gnavere sådanne som mus og rotter. Små, miniature implantable EEG sendere er nu kommercielt tilgængelige og kan implanteres i mus højere end 20 g (~ 10 uger). Således har elektrofysiologiske karakterisering af de transgene musemodeller især blevet et fremherskende anvendelsesområde implanterbar EEG radiotelemetri disse dage. Animal størrelse er ikke længere en absolut eksperimentel restriction mens levetid senderne &#39;batteri faktisk er. På trods af sin begrænsede levetid, implanterbare transmittersystemer er i stand til at minimere de fleste ulemper forbundet med potentiel optagelse-associeret stress ved at indskrænke systemer. Gnavere kan præsentere deres komplette udrustning af fysiologiske adfærd, herunder hvilende, bevægelsesaktivitet (efterforskning) og søvn (REM, slow-wave sleep) 43,44. Vigtigt er det, kan implanterbar radiotelemetri kraftigt reducere dyr brug 3. I øjeblikket er der en intens diskussion om, hvordan man begrænse antallet af forsøgsdyr inden for videnskab og mindske deres lidelser. Det er klart, dyreforsøg og dyremodeller for menneske- og dyresygdomme er afgørende for vores forståelse af bundlinien patofysiologi og efterfølgende fremskridt i terapi. Endvidere dyreforsøg er kritiske i lægemiddelforskning og -udvikling. De bidrage væsentligt til prækliniske / toksikologiske undersøgelser i Lægemiddelregistreringdermed forpligte sig til både menneskers og dyrs pleje. Det er bemærkelsesværdigt, at i øjeblikket ingen alternativer endnu tilgængelige for dyr forskning for at forstå de komplekse patofysiologiske mekanismer, som ellers ville være umuligt at blive fremkaldt. Samtidig, 3R, dvs.., Erstatning, begrænsning og forfinelse strategi i EU og USA opfordrer kraftigt forskning i komplementære og alternative metoder. Radiotelemetri er et vigtigt eksempel på en vellykket 3R strategi, da det kan reducere antallet af forsøgsdyr og deres lidelser i forhold til andre teknikker. Her giver vi en detaljeret og sammenhængende trin-for-trin tilgang til at udføre en subkutan pose implantation af en radiofrekvens-sender i både mus og rotter. Denne første sekvens er efterfulgt af en beskrivelse af stereotaktisk epidural og dyb intracerebral EEG elektrode positionering. Der lægges særlig vægt på boligforhold, anæstesi, peri- og postoperative smerterforvaltning og eventuel antiinfektiøs behandling. Fokus er på den elektroniske 3D stereotaktisk tilgang til pålideligt målrette epidurale og dybe intracerebrale strukturer. Vi har også kommentere på hyppige eksperimentelle faldgruber i EEG elektrode implantation og strategier for reduktion af traumer og optimering af smertebehandling under postoperative opsving. Endelig eksempler på overfladen og dybe EEG optagelser præsenteres.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Carprofen (Rimadyl VET - InjektionA2:D43sl&#246;sung)</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>PZN 0110208</td>
			<td>20 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>binocular surgical magnification microscope&#160;</td>
			<td>Zeiss Stemi 2000</td>
			<td>0000001003877, 4355400000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bulldog serrefine</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>18051-28</td>
			<td>28mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cages (Macrolon)</td>
			<td>Techniplast</td>
			<td>1264C, 1290D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cold light source</td>
			<td>Schott KL2500 LCD</td>
			<td>9.705&#160;202</td>
			<td>ordered at Th.Geyer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cotton tip applicators (sterile)</td>
			<td>Carl Roth&#160;</td>
			<td>EH12.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dexpanthenole (Bepanthen Wund- und Heilsalbe)</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>PZN: 1578818</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>drapes (sterile)</td>
			<td>Hartmann</td>
			<td>PZN 0366787</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% ethanol</td>
			<td>Carl Roth&#160;</td>
			<td>9065.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.3% / 3% hydrogene peroxide solution</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>95321</td>
			<td>30% stock solution&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gloves (sterile)</td>
			<td>Unigloves</td>
			<td>1570</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dental glas ionomer cement</td>
			<td>KentDental /NORDENTA</td>
			<td>957 321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2% glutaraldehyde solution</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G6257</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graefe Forceps-curved, serrated</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>11052-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Halsey Micro Needle Holder-Tungsten Carbide</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>12500-12</td>
			<td>12.5 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heat-based surgical instrument sterilizer</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>18000-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heating pad</td>
			<td>AEG HK5510</td>
			<td>520010</td>
			<td>ordered at myToolStore</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>high-speed dental drill</td>
			<td>Adeor</td>
			<td>SI-1708</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris scissors extra thin&#160;</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>14058-09</td>
			<td>9 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inhalation narcotic system (isoflurane)</td>
			<td>Harvard Apparatus GmbH</td>
			<td>34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Baxter 250 ml</td>
			<td>PZN 6497131</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>PZN 07506004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lactated Ringer&#8217;s solution (sterile)</td>
			<td>Braun</td>
			<td>L7502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lexar-Baby Scissors-straight, 10 cm</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>14078-10</td>
			<td>10 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nissl staining solution</td>
			<td>Armin Baack</td>
			<td>BAA31712159</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>non-absorbable suture material 5-0/6-0 (sterile)</td>
			<td>SABANA (Sabafil)</td>
			<td>N-63123-45</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>Covidien (Sofsilk)</td>
			<td>S1172, S1173</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Halsey Needle Holder</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>12001-13</td>
			<td>13 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pads (sterile)</td>
			<td>ReWa Krankenhausbedarf</td>
			<td>2003/01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9% saline (NaCl, sterile)</td>
			<td>Braun</td>
			<td>PZN:8609255</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scalpel blades with handle (sterile)</td>
			<td>propraxis</td>
			<td>2029/10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Pattern Forceps</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>11000-12, 11000-14</td>
			<td>12 cm and 14.5 cm length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel and tungsten electrodes parylene coated&#160;</td>
			<td>FHC Inc., USA)</td>
			<td>UEWLGESEANND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stereotaxic frame</td>
			<td>Neurostar</td>
			<td>51730M</td>
			<td>ordered at Stoelting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(Stereo Drive-New Motorized Stereotaxic)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tapes (sterile)</td>
			<td>BSN medical GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td>626225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TA10ETA-F20&#160;</td>
			<td>DSI</td>
			<td>270-0042-001X</td>
			<td>Radiofrequency transmitter 3.9 g,&#160; 
			3.9 g, 1.9 cc, input voltage range &#177; 2.5 mV, 
			channel bandwidth (B) 1-200 Hz,&#160; 
			nominal sampling rate (f) 1000 Hz (f = 5B) 
			temperature operating range 34-41 &#176;C 
			warranted battery life 4 months</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TL11M2-F20EET&#160;</td>
			<td>DSI</td>
			<td>270-0124-001X</td>
			<td>Radiofrequency transmitter&#160; 
			3.9 g, 1.9 cc, input voltage range &#177; 1.25 mV, 
			channel bandwidth (B) 1-50 Hz,&#160; 
			nominal sampling rate (f) 250 Hz (f = 5B) 
			temperature operating range 34-41 &#176;C 
			warranted battery life 1.5 months</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Forceps- 1x2 Teeth 12 cm</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>11021-12</td>
			<td>12 cm length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tungsten carbide iris scissors</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>14558-11</td>
			<td>11.5 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibroslicer 5000 MZ</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>5000-005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine (Rompun)</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>PZN: 1320422</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

non-restraining eeg radiotelemetry: epidural and deep intracerebral stereotaxic eeg electrode placement

Implanterbar EEG radiotelemetri er af central betydning i den neurologiske karakterisering af de transgene musemodeller af neuropsykiatriske og neurodegenerative sygdomme samt epilepsi. Denne kraftfulde teknik ikke kun give værdifuld indsigt i de underliggende patofysiologiske mekanismer, dvs.. Den ætiopatogenese af CNS-relaterede sygdomme, det fremmer også udviklingen af nye translationel, dvs.., Behandlingsmetoder. Ud fra følgende betragtninger konkurrerende teknikker, der gør brug af recorder systemer, der anvendes i jakker eller tøjrede systemer lider deres ufysiologisk fastholdende til semi-fastholdende karakter, radiotelemetrisk EEG optagelser overvinde disse ulemper. Teknisk set implanterbar EEG radiotelemetri giver mulighed for præcis og meget følsom måling af epidurale og dybe, intracerebrale EEG under forskellige fysiologiske og patofysiologiske forhold. Først præsenteres en detaljeret protokol for en lige fremad, vellykket,hurtig og effektiv teknik til epidural (overflade) EEG optagelser resulterer i høj kvalitet electrocorticograms. For det andet, vi demonstrere, hvordan at implantere dybe, intracerebrale EEG elektroder, fx i hippocampus (electrohippocampogram). For begge metoder, der anvendes en edb 3D stereotaktisk elektrode implantation system. Den radiofrekvens senderen selv er implanteret i en subkutan lomme i både mus og rotter. Særlig opmærksomhed skal også betales til præ-, peri- og postoperativ behandling af forsøgsdyr. Præoperativ forberedelse af mus og rotter, egnede anæstesi samt postoperativ behandling og smertebehandling er beskrevet i detaljer.

Dette afsnit viser eksempler opnået fra overfladen og dybe, intracerebrale EEG optagelser. I første omgang bør det fastslås, at baseline optagelser under fysiologiske betingelser er obligatoriske før efterfølgende optagelser efter f.eks, farmakologisk behandling. Sådanne baseline optagelser kan give værdifulde oplysninger om funktionel indbyrdes afhængighed af hjernens rytme med forskellige adfærdsmæssige tilstande eller sove / døgnrytmen rytme. Her viser vi eksemple...

Watch this Scientific Journal Video about Non-restraining EEG Radiotelemetry: Epidural and Deep Intracerebral Stereotaxic EEG Electrode Placement at JoVE.com

Non-restraining EEG Radiotelemetry: Epidural and Deep Intracerebral Stereotaxic EEG Electrode Placement

Ikke-fastholdende EEG radiotelemetri er en værdifuld metodisk tilgang til at registrere in vivo langsigtede elektroencephalogrammer i frit bevægelige gnavere. Denne detaljerede protokol beskriver stereotaktisk epidural og dyb intracerebral elektrode placering i forskellige hjerneområder regioner for at opnå pålidelige optagelser af CNS rytme og CNS-relaterede adfærdsmæssige etaper.

Ikke-fastholdende EEG radiotelemetri: Epidural og Deep intracerebral stereotaktisk EEG Placering af elektroder

Implantable EEG radiotelemetry is of central relevance in the neurological characterization of transgenic mouse models of neuropsychiatric and ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to locate and determine the temporal evolution in brain areas involved in the ...

Preterm EEG: A Multimodal Neurophysiological Protocol

Præterm EEG: en multimodal neurofysiologisk protokol

Since its introduction in early 1950s, electroencephalography (EEG) has been widely used in the neonatal intensive care units (NICU) for assessment and ...

Applications of EEG Neuroimaging Data: Event-related Potentials, Spectral Power, and Multiscale Entropy

Anvendelser af EEG neuroimaging Data: event-relaterede potentialer, Spectral Power og Multiscale Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Optagelse af EEG i frit bevægende neonatale rotter ved hjælp af en ny metode

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 ...

Analyzing Neural Activity and Connectivity Using Intracranial EEG Data with SPM Software

Analysere neurale aktivitet og forbindelse med intrakraniel EEG Data med SPM Software

Measuring neural activity and connectivity associated with cognitive functions at high spatial and temporal resolutions is an important goal in cognitive ...

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Noninvasiv EEG optagelser fra frit flytte smågrise

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

In Vivo Intracerebral Stereotaxic Injections for Optogenetic Stimulation of Long-Range Inputs in Mouse Brain Slices

In vivo intracerebral Stereotaxiske injektioner til Optogenetisk stimulering af langtrækkende indgange i musehjerne skiver

Knowledge of cell-type specific synaptic connectivity is a crucial prerequisite for understanding brain-wide neuronal circuits. The functional ...

Stimulating Mouse Brain with a Low-Cost EEG and Millimeter-Sized Coil

Low-Cost Electroencephalographic Recording System Combined with a Millimeter-Sized Coil to Transcranially Stimulate the Mouse Brain In Vivo

Low-Cost Electroencephalographic Recording System Combined with a Millimeter-Sized Coil to Transcranially Stimulate the Mouse Brain In Vivo (Video) | JoVE 

Billigt elektroencefalografisk registreringssystem kombineret med en millimeterstor spole til transkranielt at stimulere musehjernen in vivo

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

Cerebrospinal Fluid and Blood Withdrawal from Rats with Concurrent EEG Recording

Sampling Cerebrospinal Fluid and Blood from Lateral Tail Vein in Rats During EEG Recordings

Obtaining High-Quality CSF and Blood Samples for Epilepsy Biomarker Discovery (Video) | JoVE

Prøveudtagning af cerebrospinalvæske og blod fra lateral halevene hos rotter under EEG-optagelser

Because the composition of body fluids reflects many physiological and pathological dynamics, biological liquid samples are commonly obtained in many ...

Electroencephalographic (EEG) Electrode Implantation on Mouse Brain

Electroencephalographic (EEG) Electrode Implantation on Mouse Brain (Video) | JoVE 

Elektroencefalografisk (EEG) elektrodeimplantation på musehjerne