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.

Etikk Uttalelse: Alle dyreforsøk ble utført i henhold til retningslinjene for den lokale og institusjonelle Council on Animal Care (Universitetet i Bonn, BfArM, LANUV, Tyskland). I tillegg ble alle dyreforsøk utført i samsvar med overordnet regelverk, f.eks., Det europeiske fellesskap rådsdirektiv av 24 november 1986 (86/609 / EEC) eller enkelte regional eller nasjonal lovgivning. Spesifikk anstrengelser gjøres for å minimere antall dyr som brukes og deres lidelser. 1. forsøks...

Implanterbare EEG radiotelemetry er av sentral betydning som det er et ikke-begrensende teknikk slik at forsøksdyr til å utføre sitt fulle repertoar av atferd 1,3. Dette er av stor interesse som telemetrisk tilnærming gjør det mulig ikke bare spontan EEG opptak, men også opptak i henhold kognitive oppgaver og biologiske analytiske oppsett, for eksempel T-labyrint, radial labyrint, vann labyrinten, søvnmangel oppgaver eller når en EEG opptak er nødvendig eller nyttig under kompleks kognitiv eller moto...

Radiotelemetry er en mest verdifulle metodiske tilnærming for måling av en rekke av atferdsmessige og fysiologiske parametere i bevisste, ubundne dyr av forskjellige størrelser, spesielt i sammenheng med EEG, EKG, EMG, blodtrykk, kroppskjernetemperatur eller aktivitetsmålinger 1-7. Teoretisk kan enhver art analyseres ved hjelp av implanterbare EEG radiotelemetry fra laboratorie gnagere som mus og rotter til katter, hunder, griser og primater 3,8. Selv fisk, krypdyr og amfibier er underlagt radiotelemetric etterforskning 9. I løpet av de siste to tiår, har implanterbare EEG radiotelemetry vist seg å være verdifull i den karakteriseringen av en rekke transgene dyremodeller av humane sykdommer, så som epilepsi, søvnforstyrrelser, neurodegenerative og nevropsykiatriske lidelser 7,10-12. I det siste har mange metodiske tilnærminger som samler fysiologiske data inkludert biopotentials fra mus og rotter vært synkenderibed. Slitt i jakke opptaker systemer, fysiske beherskelse metoder, ikke-implantert radiotransmitters og tethered systemer har fått hoved oppmerksomhet i det siste 13,14. Nå til dags, forskjellige systemer for radiotelemetric implantasjon er kommersielt tilgjengelige. Men en litteratur skjerm også avdekket 29 publikasjoner som beskriver utviklingen av selvlagde radiotelemetric systemer 15-40. Mens hjemmelagde systemer er trolig bli billigere og mer brukertilpasset, kommersielt tilgjengelige systemer er rett frem, relativt enkle å installere og kan settes opp raskt. Implanterbare EEG radiotelemetry har en rekke fordeler sammenlignet med konkurrerende teknikker som for eksempel fysiske metoder, fastspennings slitt i jakke systemer eller forankrede tilnærminger. Sistnevnte er tilbakehold per definisjon, altså., Er dyret ute av stand til å bevege seg eller normal oppførsel er svekket. Det kan også være nødvendig å bedøve dyret for kjøp av reansvarlig data. Moderne tethered systemer er imidlertid trolig bli mindre begrensende, men dette må være vitenskapelig validert. Radiotelemetry derimot tillater dyr å stille ut sitt fulle repertoar av atferd uten tid og rom begrensninger og dermed antas å være overlegen til å dempe tilnærminger og være mer forutsigbare for de resultater som kan erverves i mennesker 1,3. Det er kjent en god stund at besøks tilnærminger kan dramatisk endre grunnleggende fysiologiske parametre, f.eks., Matinntak, kroppen kjernetemperatur, blodtrykk og hjertefrekvens og fysisk aktivitet for eksempel tre. Tethered systemer representerer en fortsatt mye brukt klassiske besøks tilnærming 13,14. Elektrodene som er enten epidurale eller dype elektroder er vanligvis koblet til en miniatyr stikkontakt som er festet til skallen. Stikkontakten i seg selv er utsatt for feste av en kabel som muliggjør forholdsvis fri bevegelse av dyret. although dag tethered systemer har blitt svært filigran og svært fleksibel, er en av de store ulempene, at det fortsatt er halvbesøksforbud. Dessuten kan det være en risiko for infeksjon ved elektroden implantasjonsstedet som dyrene har en tendens til å manipulere eventuelle eksterne enheter som stammer fra kroppen (hodet). Selv om trådløs radiotelemetry teknologi i ulike arter har allerede blitt beskrevet i slutten av 60-tallet og har således eksistert i flere tiår, har det nylig blitt rimelig, pålitelig og relativt enkel å bruke 10,41,42, særlig i små laboratorie gnagere slike som mus og rotter. Små, miniatyr implanterbare EEG-sendere er nå kommersielt tilgjengelig og kan bli implantert i mus er større enn 20 g (~ 10 uker). Dermed har elektro karakterisering av transgene musemodeller i særdeleshet blir en dominerende innen anvendelse av implanterbare EEG radiotelemetry i disse dager. Animal størrelse er ikke lenger et absolutt eksperimentell RESTRICsjon, mens levetiden av senderne &#39;batteri faktisk er. Til tross for sin begrensede levetid, implanterbare transmitter systemer er i stand til å minimere de fleste ulemper knyttet til potensiell opptak-forbundet stress ved besøksforbud systemer. Gnagere kan presentere deres komplette armamentarium av fysiologiske atferd inkludert hvile, bevegelsesaktivitet (leting) og søvn (REM, slow-wave søvn) 43,44. Viktigere, kan implanterbare radiotelemetry sterkt redusere bruk av dyr 3. Foreløpig er det en intens diskusjon om hvordan man kan begrense antallet forsøksdyr i vitenskap og redusere deres lidelse. Klart, dyreforsøk og dyremodeller for menneske- og dyresykdommer er avgjørende for vår forståelse av bunnlinjen patofysiologi og påfølgende fremgang i terapi. Videre dyreforsøk er kritiske i narkotika forskning og utvikling. De trenger vesentlig bidra til prekliniske / toksikologiske studier i narkotika lisensieringdermed binde seg til både mennesker og dyr omsorg. Det er verdt å merke seg, at det for tiden ikke finnes alternativer er ennå tilgjengelig for dyr forskning for å forstå de komplekse patofysiologiske mekanismer som ellers ville være umulig å bli utløst. Samtidig, 3R, altså., Oppfordrer erstatning, reduksjon og raffinering strategi i EU og USA sterkt forskning på komplementære og alternative metoder. Radiotelemetry er et viktig eksempel på en vellykket 3R strategi som det kan redusere antall forsøksdyr og deres lidelser i forhold til andre teknikker. Her har vi gi en detaljert og sammenhengende trinn-for-trinn-tilnærming for å utføre en subkutan pose implantasjon av en radiofrekvenssender i både mus og rotter. Denne første sekvensen er etterfulgt av en beskrivelse av stereotaksisk epidural og dypt intra EEG elektrode posisjonering. Spesiell oppmerksomhet er betalt til boforhold, anestesi, peri- og postoperativ smertestyring og mulige anti-infeksiøse behandling. Fokuset er på den datastyrte 3D stereotaxic tilnærming til pålitelig målrette epidural og dype intracerebrale strukturer. Vi kommenterer også på hyppige eksperimentelle fallgruver i EEG elektroder implantasjon og strategier for reduksjon av traumer og optimalisering av smertebehandling under postoperative utvinning. Til slutt, er eksempler på overflaten og dype EEG opptak presentert.

<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

Implanterbare EEG radiotelemetry er av sentral betydning i den nevrologiske karakterisering av transgene musemodeller av nevropsykiatriske og nevrodegenerative sykdommer samt epilepsi. Denne kraftige teknikken ikke bare gi verdifull innsikt i de underliggende patofysiologiske mekanismer, altså., Den etiopathogenesis av CNS sykdommer, det forenkler også utvikling av nye translasjonsforskning, dvs., Terapeutiske tilnærminger. Mens konkurrerende teknikker som gjør bruk av opptaker som brukes i jakker eller tethered systemer lider av deres unphysiological besøksforbud til semi-begrensende karakter, radiotelemetric EEG opptak overvinne disse ulempene. Teknisk sett kan implanterbare EEG radiotelemetry for presis og svært følsom måling av epidural og dype, intracerebrale EEG under forskjellige fysiologiske og patofysiologiske forhold. Først presenterer vi en detaljert protokoll for en rett frem, vellykket,rask og effektiv teknikk for epidural (overflate) EEG opptak resulterer i høy kvalitet electrocorticograms. For det andre viser vi hvordan du kan implantere dype, intracerebrale EEG elektroder, f.eks i hippocampus (electrohippocampogram). For begge metoder blir en datastyrt 3D stereotaksisk elektrode implantasjon systemet som brukes. Den radiofrekvens-senderen i seg selv er implantert i en subkutan posen i både mus og rotter. Spesiell oppmerksomhet må også tas hensyn til pre-, peri- og postoperativ behandling av forsøksdyr. Preoperative fremstilling av mus og rotter som er egnet anestesi, så vel som postoperativ behandling og smertebehandling er beskrevet i detalj.

Denne delen viser eksempler hentet fra overflaten og dype, intracerebrale EEG opptak. I utgangspunktet bør det være sagt at baseline opptak under fysiologiske betingelser er obligatorisk før påfølgende opptak følgende eksempel, farmakologisk behandling. Slike registrert grunn kan gi verdifull informasjon om funksjonelle gjensidige avhengigheten mellom hjernen rhythmicity med ulike atferds stater eller sove / circadian rhythmicity. Her viser vi eksempler på registrerte anf...

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-begrensende EEG radiotelemetry er en verdifull metodisk tilnærming til å ta opp i vivo langsiktig electroencephalograms fra fritt bevegelige gnagere. Denne detaljerte protokollen beskriver stereotaxic epidural og dyp intraelektrodeplassering i ulike områder av hjernen for å få pålitelige opptak av CNS rhythmicity og CNS relaterte atferds etapper.

Ikke-begrensende EEG Radiotelemetry: Epidural og Deep intracerebral stereo EEG elektrodeplassering

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

Preterm EEG: En Multimodal Nevrofysiologisk protokoll

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 av EEG neuroimaging Data: hendelse-relaterte potensialer, Spectral Power, og Multiskala 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

Registrering av EEG i fritt bevegelige neonatale rotter ved hjelp av 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 nevrale aktivitet og Connectivity benytter intrakranielt EEG Data med SPM programvare

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 opptak fra fritt flytte grisunger

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 Intracerebrale Stereotaxic injeksjoner for Optogenetic stimulering av langtrekkende innganger i mus Brain 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 

Billig elektroencefalografisk opptakssystem kombinert med en millimeterstor spole for å transkranielt 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

Prøvetaking av cerebrospinalvæske og blod fra lateral halevene hos rotter under EEG-opptak

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) elektrodeimplantasjon på musehjernen