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 uttalande: Alla djurförsök utfördes enligt riktlinjerna i den lokala och institutionella rådet Animal Care (University of Bonn, BfArM, LANUV, Tyskland). Dessutom var alla djurförsök utförs i enlighet med överlägsen lagstiftning, till exempel., Europeiska gemenskapernas rådets direktiv av den 24 november 1986 (86/609 / EEG) eller enskild regional eller nationell lagstiftning. Specifik ansträngningar görs för att minimera antalet djur som används och deras lidande. 1....

Implanterbara EEG Radiotelemetry är av central betydelse eftersom det är en icke-återhållande teknik tillåter försöksdjur för att utföra sin fulla repertoar av beteenden 1,3. Detta är av stort intresse eftersom det telemetriska metod möjliggör inte bara spontana EEG inspelningar men också inspelningar enligt kognitiva uppgifter och dygnsrytm analytiska system, t ex T-labyrint, radiell labyrint, vatten labyrint, sömnbrist uppgifter eller när ett EEG inspelning är nödvändiga eller användbara ...

Radiotelemetry är ett mycket värdefullt metod som använts för att mäta en mängd olika beteendemässiga och fysiologiska parametrar i medvetna, ohämmade djur av olika storlekar, i synnerhet inom ramen för EEG, EKG, EMG, blodtryck, kroppstemperaturen eller aktivitetsmätningar 1-7. Teoretiskt kan alla arter analyseras med hjälp implanterbara EEG Radiotelemetry från smågnagare såsom möss och råttor till katter, hundar, grisar och primater 3,8. Även fiskar, reptiler och amfibier är föremål för radiotelemetric utredning 9. Under de senaste två decennierna har implanterbara EEG Radiotelemetry visat sig vara värdefull i karakteriseringen av olika transgena djurmodeller av mänskliga sjukdomar, såsom epilepsi, sömnstörningar, neurodegenerativa och neuropsykiatriska störningar 7,10-12. I det förflutna, har ett stort antal metodologiska ansatser samla fysiologiska data, inklusive biopotentialer från möss och råttor varit fallanderibed. Slitna i jacka recorder system, fysikaliska metoder återhållsamhet, icke-implanterade radiosändare och bundna system har fått huvud uppmärksamhet i det förflutna 13,14. Numera olika system för radiotelemetric implantation är kommersiellt tillgängliga. Men en litteratur skärm visade också 29 publikationer som beskriver utvecklingen av self-made radiotelemetric system 15-40. Medan hemgjorda system kommer sannolikt att vara billigare och mer användar anordnat, kommersiellt tillgängliga system är rakt framåt, relativt lätt att installera och kan ställas in snabbt. Implanterbara EEG Radiotelemetry har ett antal fördelar jämfört med konkurrerande tekniker såsom fysikaliska metoder fasthållnings, som bärs i jacka system eller tjudrade tillvägagångssätt. De sistnämnda hållande per definition, dvs., Är djuret oförmögen att röra sig eller dess normala beteende försämras. Det kan även vara nödvändigt att söva djuret för förvärv av reansvariga data. Moderna bundna system är dock sannolikt att vara mindre återhållande, men detta måste valideras vetenskapligt. Radiotelemetry å andra sidan gör det möjligt för djur att uppvisa sin fulla repertoar av beteenden utan Spatiotemporal begränsningar och därmed tros vara överlägsen hållande tillvägagångssätt och vara mer förutsäga resultaten som kan förvärvas i människa 1,3. Det är känt ganska länge att hållande metoder kan dramatiskt förändra grundläggande fysiologiska parametrar, t ex., Födointag, kroppstemperaturen, blodtryck och hjärtfrekvens och fysisk aktivitet t ex 3. Bundna system utgör en fortfarande används i stor utsträckning klassisk hållande tillvägagångssätt 13,14. Elektroderna, vilka är antingen epidurala eller djupa elektroder är i allmänhet ansluten till en miniatyr-uttaget som är förankrad till skallen. Själva sockeln är utsatt för fastsättning av en kabel som medger relativt fri rörelse hos djuret. ALTHgrundlig numera bundna system har blivit extremt filigran och mycket flexibel, en av de största nackdelarna är att det fortfarande är halvhållande. Dessutom kan det finnas en risk för infektion vid elektrod implantationsstället eftersom djuren tenderar att manipulera alla externa enheter som härrör från kroppen (huvud). Även trådlös Radiotelemetry teknik i olika arter har redan beskrivits i slutet av 60-talet och har därmed funnits i decennier, har det först nyligen blivit överkomliga, tillförlitliga och relativt lätt att använda 10,41,42, särskilt i små gnagare sådana som möss och råttor. Små, miniatyr implanterbara EEG sändare är nu kommersiellt tillgängliga och kan implanteras i möss är större än 20 g (~ 10 veckor). Sålunda har den elektrofysiologiska karakteriseringen av transgena musmodeller i synnerhet blivit en dominerande användningsområdet för implanterbara EEG Radiotelemetry dessa dagar. Djurets storlek är inte längre ett absolut experimentell RESTRICning medan livslängden för sändarnas batteri verkligen är. Trots sin begränsade livstid, implanterbara sändare system kan minimera de flesta nackdelar med potentiella inspelnings tillhörande stress genom att hålla fast system. Gnagare kan presentera sina komplett arsenal av fysiologiska beteende, inklusive vila, rörelseaktivitet (prospektering) och sömn (REM, långsam våg sömn) 43,44. Viktigt kan implanterbar Radiotelemetry starkt minska djurens användning 3. För närvarande finns det en intensiv diskussion om hur man kan begränsa antalet försöksdjur inom vetenskap och minska deras lidande. Tydligt, djurförsök och djurmodeller av mänskliga och djursjukdomar är viktiga för vår förståelse av bottom-line patofysiologi och efterföljande framsteg i terapi. Vidare djurförsök är kritiska i läkemedelsforskning och utveckling. De behöver i hög grad bidra till prekliniska / toxikologiska studier i läkemedels licensieringalltså åta sig att både människors och djurs vård. Det är anmärkningsvärt, som för närvarande inte finns några alternativ ännu tillgängliga för djurförsök för att förstå de komplexa patofysiologiska mekanismer som skulle vara annars omöjligt att framkallas. Samtidigt, 3R, dvs. Uppmuntrar ersättning, begränsning och förfining strategi i EU och USA starkt forskning om kompletterande och alternativa metoder. Radiotelemetry är ett viktigt exempel på en framgångsrik 3R strategi eftersom det kan minska antalet försöksdjur och deras lidande jämfört med andra tekniker. Här ger vi en detaljerad och sammanhängande steg-för-steg för att utföra en subkutan påse implantation av en radiofrekvenssändare i både möss och råttor. Denna första sekvensen följs av en beskrivning av stereotaktisk epidural och djup intracerebral EEG elektrodpositionering. Särskild uppmärksamhet ägnas åt bostadsförhållanden, anestesi, peri- och postoperativ smärtaförvaltning och eventuella anti-infektiösa behandling. Fokus ligger på det datoriserade 3D stereotaktisk metod för att på ett tillförlitligt sätt rikta epidural och djupa intracerebrala strukturer. Vi kommenterar också ofta experimentella fallgropar i EEG elektrod implantation och strategier för minskning av trauma och optimering av smärtlindring under postoperativ återhämtning. Slutligen är exempel på yta och djup EEG inspelningar presenteras.

<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

Implanterbara EEG Radiotelemetry är av central betydelse i den neurologiska karakterisering av transgena musmodeller av neuropsykiatriska och neurodegenerativa sjukdomar samt epilepsi. Denna kraftfulla teknik inte bara ge värdefulla insikter i de underliggande patofysiologiska mekanismer, dvs., Etiopatogenesen av CNS-relaterade sjukdomar, underlättar också utvecklingen av nya translationella, dvs., Terapeutiska metoder. Medan konkurrerande tekniker som använder sig av recorder system som används i jackor eller tjudrade system lider av sin ofysiologisk hållande till semi reglerande karaktär, radiotelemetric EEG-inspelningar övervinna dessa nackdelar. Tekniskt sett kan implanterbar EEG Radiotelemetry för exakt och mycket känslig mätning av epidural och djupa, intracerebrala EEGs under olika fysiologiska och patofysiologiska förhållanden. Först presenterar vi ett detaljerat protokoll för en rättfram, framgångsrik,snabb och effektiv teknik för epidural (yta) EEG inspelningar som resulterar i högkvalitativa electrocorticograms. För det andra visar vi hur man implantera djupa, intracerebral EEG elektroder, t.ex. i hippocampus (electrohippocampogram). För båda metoderna, är en datoriserad 3D stereotaktisk elektrod implantation system som används. Radiofrekvenssändaren själv implanteras i en subkutan påse i både möss och råttor. Särskild uppmärksamhet måste också ägnas åt pre-, peri- och postoperativ behandling av försöksdjuren. Preoperativ förberedelse av möss och råttor, lämpliga anestesi såväl som postoperativ behandling och smärtlindring beskrivs i detalj.

Det här avsnittet visar exempel erhållits från ytan och djupa, intracerebral EEG inspelningar. Inledningsvis bör konstateras att utgångsvärdena under fysiologiska förhållanden är obligatoriskt innan efterföljande inspelningar efter t.ex., farmakologisk behandling. Sådana utgångsvärdena kan ge värdefull information om funktionell ömsesidiga beroendet mellan hjärn rhythmicity med olika beteendetillstånd eller sömn / dygnsrytm rhythmicity. Här visar vi exempel p?...

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

Icke-hållande EEG Radiotelemetry är en värdefull metodiskt spela in vivo långsiktiga elektroencefalogram från fritt rörliga gnagare. Denna detaljerade protokoll beskriver stereotaktisk epidural och djup intracerebral elektrodplacering i olika områden i hjärnan för att få tillförlitliga inspelningar av CNS rhythmicity och CNS-relaterade beteende stadier.

Icke-hållande EEG Radiotelemetry: Epidural och Deep Intracerebral Stereotaxic EEG Elektrodplacering

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

Funktionell kartläggning med samtidig MEG och 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

Prematura EEG: en multimodal neurofysiologisk 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

Tillämpningar av EEG neuroimaging Data: Händelse-relaterade potentialer, Spectral makt och 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

Inspelning EEG i fritt rörliga neonatala råttor med hjälp av en ny metod

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

Analysera Neural aktivitet och anslutning med intrakraniell EEG Data med SPM mjukvara

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 inspelningar från fritt rörliga smågrisar

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 Stereotaxic injektioner för Optogenetisk stimulering av långväga ingångar i mushjärna skivor

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 

Lågt elektriskt elektroencefalografiskt inspelningssystem kombinerat med en millimeterstor spole för att transkraniellt stimulera mushjärnan 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

Provtagning av cerebrospinalvätska och blod från lateral svansven hos råttor under EEG-inspelningar

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) elektrodimplantation på mushjärna