Name: visual evoked potential recordings in mice using a dry non-invasive multi-channel scalp eeg sensor
Uploaded: 2018-01-12T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor at JoVE.com

Este trabajo fue financiado en parte por el Instituto de investigación de GIST (GRI), el proyecto de colaboración de investigación esencial-Caltech a través de una beca proporcionada por GIST en el 2017. También el apoyo de beca de investigación (NRF-2016R1A2B4015381) de la Fundación Nacional de investigación (NRF) financiado por el gobierno coreano (MEST) y por el programa de investigación básica KBRI a través de Corea cerebro Instituto de investigación financiado por el Ministerio de ciencia, TIC y futuro Planificación (17-BR-04).

Manejo y cuidado de los animales siguieron la pauta institucional del Instituto de Gwangju de la ciencia y tecnología (GIST).
Nota: El procedimiento para la adquisición de la señal de VEP de un ratón en vivo consta de cuatro pasos: montaje del sensor (1), preparación (2) animal, (3) VEP medición y procesamiento de señales (4).
1. montaje del sensor
<ol><li>Preparar dieciséis pernos para un electrodo no-invasivo. Nota: Cada electrodo tipo pin co...

<ol>
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IEMBS'04.</a> , 2995-2998 (2004).</li><li>Maffei, L., Fiorentini, A., Bisti, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlate+of+perceptual+adaptation+to+gratings.">Neural correlate of perceptual adaptation to gratings.</a> Science. 182 (4116), 1036-1038 (1973).</li><li>Ernst, M., Lee, M. H., Dworkin, B., Zaretsky, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pain+perception+decrement+produced+through+repeated+stimulation.">Pain perception decrement produced through repeated stimulation.</a> Pain. 26 (2), 221-231 (1986).</li></ol>

En primer lugar nos centramos en el diseño del sensor, priorizando la practicidad reduciendo procedimientos quirúrgicos complejos. El sensor de EEG deformable se compone de dieciséis pines: catorce años de grabación, uno para la tierra y el último para electrodos de referencia. Cada electrodo tiene la estructura de barril de resorte de émbolo, que se aplica la deformabilidad en la superficie de contacto del electrodo, para facilitar la adquisición de señal homogénea y estable desde el cuero cabelludo curvado y ...

Como el número de pacientes con enfermedades seniles degenerativas como demencia, Alzheimer, síndromes parkinsonianos y tiempos han aumentado con un envejecimiento de la población y una creciente esperanza de vida, la carga social a largo plazo de estas enfermedades ha también aumentó1,2,3. Además, enfermedades del neurodesarrollo más, como la esquizofrenia y el autismo, se acompañan de trastornos cognitivos y conductuales que afectan toda la vida de2,3,4 de un paciente. Por esta razón, los investigadores han estado luchando para mejorar el diagnóstico, prevención, comprensión patológica, observación de largo plazo y tratamiento de enfermedades del cerebro. Sin embargo, siguen existiendo problemas derivados de la complejidad del cerebro y las patologías de enfermedad no revelada. Investigación traslacional puede ser una herramienta prometedora para la identificación de soluciones ya que permite a la transferencia de la investigación básica a aplicaciones clínicas dentro de un marco de tiempo más corto, a un costo menor y con una tasa de éxito superior en Neurociencia campos5 ,6,7. Otro de los objetivos de la investigación traslacional es examinar la aplicabilidad en seres humanos, que requiere no invasivos abordajes experimentales en animales que permiten las comparaciones con el mismo método para los seres humanos. Estas condiciones han llevado a varias necesidades importantes para el desarrollo de métodos de preparación de animales no invasivo. Un método es la electroencefalografía (EEG), que revela la conectividad cortical cerebral y actividad representan con alta resolución temporal, y que se beneficia de un protocolo no invasivo. La grabación de potenciales relacionados con eventos (ERP) es uno de los paradigmas experimentales típicos que utilizan el EEG.
Se han utilizado numerosos anteriores estudios empleados métodos no invasivos EEG para dirigir temas de los seres humanos, mientras que los métodos invasivos, tales como implantes de tornillos y electrodos de tipo poste, en estudios con animales8,9,10 , 11 , 12. la calidad de la señal y las características de estos métodos dependen significativamente la invasividad de la colocación del sensor. Exitosa investigación traslacional, Garner destacó con las mismas condiciones para los estudios en animales como los utilizados para la investigación en humanos13. Sin embargo, para la investigación básica con animales, metodologías de EEG no invasivo no son frecuentes. Un nuevo enfoque utilizando un sistema de sensores no invasivos del cuero cabelludo EEG centrándose en ratones de laboratorio sería una herramienta confiable y eficiente para la investigación traslacional que se puede aplicar a los paradigmas no invasivo para los seres humanos, también.
Numerosos estudios de EEG del ratón condujeron la manera de comercialización de PCB (placa de circuito impreso) basado en electrodos multicanal14,15,16. Aunque adoptaron un método invasivo, tenían un número limitado de canales (3-8), que hizo más difícil observar dinámica cerebral a gran escala. Además, aplicaciones pueden ser restringidas por su invasividad y alto costo. En otro estudio de investigación, el KIST (Instituto Coreano de ciencia y tecnología) desarrolló un electrodo de película delgada basadas en poliamida de 40 canal y conectado a cráneo17,18,19,20 de un ratón . Este trabajo adquirió el mayor número de canales de EEG del ratón. Era, sin embargo, mecánicamente débil y no es fácil reutilizar; por lo tanto, era inadecuado para las observaciones a largo plazo, a una señal débil, posiblemente causada por una reacción inmune. Mientras tanto, Troncoso y Mégevand adquieren un potencial evocado sensorial (SEP) en cráneos de roedores con treinta y dos electrodos de acero inoxidable garantizados por un Poly(methyl methacrylate) (PMMA, vidrio acrílico) perforada red21,22 , 23. a pesar de su calidad de señal de alto, los electrodos fueron mecánicamente flexible y tierna; por lo tanto, tenía dificultades para ser aplicadas a múltiples experimentos. Además, este método era todavía mínimamente invasiva. Aunque estos métodos proporcionan la calidad de señal buena, la superficie del cráneo de un ratón es limitada, por lo tanto el número de electrodos es restringido usando un electrodo de acero inoxidable de tipo polo. Un número de estudios EEG previos para los ratones mostraron varias limitaciones. En este estudio, mostramos un nuevo método para la medición de EEG aplicable en investigación traslacional preclínica usando un sensor no invasivo de multicanal de tipo seco.
Con el fin de superar las limitaciones del anterior animal metodologías de EEG, que incluyó a la intrínseca complejidad de preparación animal, invasividad, alto costo, desperdicio y débil resistencia mecánica, se intentó desarrollar un nuevo electrodo que exhibe flexibilidad, tipo seco estado, capacidades multicanales, no invasividad y reutilización. En el siguiente protocolo, describimos el proceso de medición grabaciones de (VEP) potenciales evocadas visuales en un cuero cabelludo de ratón utilizando un sensor seco, no invasivo, varios canales de EEG. Este método utiliza recursos fácilmente disponibles, por lo tanto reducir la barrera a la entrada en animal de experimentación en el campo de la ingeniería biomédica.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="984">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Ketamine 50 Inj. (Vial)</td>
			<td style="width:173px;">Yuhan</td>
			<td style="width:143px;">-</td>
			<td style="width:409px;">Ketamine HCl 57.68 mg</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Zoletil 50 Inj.</td>
			<td style="width:173px;">Virbac</td>
			<td style="width:143px;">-</td>
			<td>Tiletamina 125 mg/ Zolazepam 125 mg</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Rompun 2% Inj.</td>
			<td style="width:173px;">BAYER</td>
			<td style="width:143px;">-</td>
			<td>Xylazine hydrochloride 23.32mg/mL</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Hycell solution 2%</td>
			<td style="width:173px;">Samil</td>
			<td style="width:143px;">-</td>
			<td>Hydroxypropylmethylcellulose 20 mg</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Puralube Vet Ointment 3.5 mg</td>
			<td style="width:173px;">Pharmaderm</td>
			<td style="width:143px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Saline solution Inj.</td>
			<td style="width:173px;">&#160;JW Pharmaceutical&#160;</td>
			<td style="width:143px;">-</td>
			<td>NaCl 9 g/1000 mL</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:260px;">Veet Hair Removal Cream &#8211; Legs &#38; Body - Sensitive Skin</td>
			<td style="width:173px;">Reckitt Benckiser</td>
			<td style="width:143px;">-</td>
			<td>depilatory</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Skins - Surgical Skin Marker</td>
			<td style="width:173px;">Surgmed</td>
			<td style="width:143px;">S-3000</td>
			<td>STERILE - Multi-Tip Fine Marker with ruler and label set</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Stainless Steel Micro Spatulas</td>
			<td style="width:173px;">HEATHROW SCIENTIFIC</td>
			<td style="width:143px;">HS15907</td>
			<td>&#160;One Round Flat End, 2L x 5/16W&#34;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">cotton swap</td>
			<td style="width:173px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Stereotaxic, Desktop Digi Single</td>
			<td style="width:173px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:143px;">68025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Mouse Adapter</td>
			<td style="width:173px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:143px;">68010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Ear Bar for Mouse Non-Rupture</td>
			<td style="width:173px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:143px;">68306</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Mitsar-EEG 202-24&#160;</td>
			<td style="width:173px;">MITSAR</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td>amplifier</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">EEGStudio EEG acquisition software</td>
			<td style="width:173px;">MITSAR</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:260px;">White flash stimulator&#160;</td>
			<td style="width:173px;">MITSAR</td>
			<td style="width:143px;">MITSAR Flash stimulator</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">BCI2000 software</td>
			<td style="width:173px;">Schalk lab</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">g.USBamp</td>
			<td style="width:173px;">g.tec</td>
			<td style="width:143px;">0216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">g.Power-g.USBamp</td>
			<td style="width:173px;">g.tec</td>
			<td style="width:143px;">0247</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:260px;">&#160;441 style straight body Touch Proof connector</td>
			<td style="width:173px;">PlasticsOne</td>
			<td style="width:143px;">441000PSW080001</td>
			<td>441 - 000 PSW 80&#34; (BLACK)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Standard probe</td>
			<td style="width:173px;">LEENO</td>
			<td style="width:143px;">SK100CSW</td>
			<td>http://www.globalinterpark.com/detail/detail?prdNo=2114277241&#38;dispNo=001851006012</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Precision engraving machine tools</td>
			<td style="width:173px;">TINYROBO</td>
			<td style="width:143px;">TinyCNC-6060C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Heat shirink</td>
			<td style="width:173px;">3M</td>
			<td style="width:143px;">FP301</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

visual evoked potential recordings in mice using a dry non-invasive multi-channel scalp eeg sensor

Para entornos de investigación del cuero cabelludo EEG con ratones de laboratorio, se diseñó un tipo seco 16 canales EEG sensor no invasivo, deformable y reutilizables debido a la faceta estructural émbolo resorte de barril y fuerzas mecánicas resultantes de metal materiales. Todo el proceso para adquirir el VEP respuestas en vivo de un ratón consta de cuatro pasos: montaje del sensor (1), preparación (2) animal, (3) VEP medición y procesamiento de señales (4). Este papel presenta mediciones representativas de las respuestas de la VEP de varios ratones con una resolución de la señal de voltaje submicro y resolución temporal de milisegundos el cien. Aunque el método propuesto es más seguro y más conveniente en comparación con otros divulgados previamente animal métodos de adquisición de EEG, se quedan temas como cómo mejorar la relación señal a ruido y cómo aplicar esta técnica con animales en libre movimiento. El método propuesto utiliza recursos fácilmente disponibles y muestra una respuesta repetitiva del VEP con una calidad de señal satisfactoria. Por lo tanto, este método podría utilizarse para estudios experimentales longitudinales y confiable investigación traslacional explotando paradigmas no invasivo.

Se calculó la media del conjunto de respuestas VEP de once ratones como se muestra en la figura 2. Este resultado muestra las respuestas VEP obtenidas a través de este experimento desde el período de estimulación previa (-300 ms) para el período posterior al estímulo (600 m), el estímulo se da en el tiempo 0. Es notable que la señal fluctúa sólo por un tiempo (menos de 300 ms) después de la estimulación, mientras que la señal constantemente se es...

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

Hemos diseñado un sensor de 16 canales de EEG de tipo seco que es no invasivo, deformable y reutilizables. Este papel describe todo el proceso de fabricación el electrodo EEG propuesto para procesamiento de potenciales evocados visuales (VEP) de señales señales medido en un cuero cabelludo de ratón utilizando un seco sensor de EEG no invasivo de multicanal.

Grabaciones de potenciales evocadas visuales en ratones usando un multicanal no invasivo seco del cuero cabelludo 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 ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrode Fabrication and Implantation in Aplysia californica for Multi-channel Neural and Muscular Recordings in Intact, Freely Behaving Animals

Electrode Fabrication and Implantation in Aplysia californica for Multi-channel Neural and Muscular Recordings in Intact, Freely Behaving Animals

Electrodo de fabricación e implantación de Aplysia californica Para grabaciones multi-canal neural y muscular en los animales intactos, libremente Comportarse

Recording from key nerves and muscles of Aplysia during feeding behavior allows us to study the patterns of neural control in an intact animal.  ...

Investigación

Neurociencias

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

Alta densidad de registros de EEG de los ratones se mueven libremente con poliamida basado microelectrodos

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

Transretinal ERG Recordings from Mouse Retina: Rod and Cone Photoresponses

Transretinal Grabaciones ERG de retina del ratón: Rod y el Cono Photoresponses

There are two distinct classes of image-forming photoreceptors in the vertebrate retina: rods and cones. Rods are able to detect single photons of light ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Dos registros electrofisiológicos de sinápticamente respuestas evocadas neuronal y astroglial en agudas rodajas de hipocampo

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation

La extracción de potenciales evocados visuales de datos EEG registradas durante guiada por resonancia magnética funcional Estimulación Magnética Transcraneal

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is an effective method for establishing a causal link between a cortical area and cognitive/neurophysiological ...

Visual Evoked Potential Recording in a Rat Model of Experimental Optic Nerve Demyelination

Grabación de potencial evocado visual en un modelo de rata de Experimental del Nervio Óptico Desmielinización

The visual evoked potential (VEP) recording is widely used in clinical practice to assess the severity of optic neuritis in its acute phase, and to ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

Grabación simultánea de Electrorretinografía y los potenciales evocados visuales en ratas anestesiadas

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

A Visual Guide to Sorting Electrophysiological Recordings Using 'SpikeSorter'

Una Guía Visual de Ordenación de Registros electrofisiológicos El uso de &#39;SpikeSorter&#39;

Few stand-alone software applications are available for sorting spikes from recordings made with multi-electrode arrays. Ideally, an application should be ...

Investigating Object Representations in the Macaque Dorsal Visual Stream Using Single-unit Recordings

Investigar las representaciones de objeto en la corriente Visual Dorsal de macacos usando grabaciones de una sola unidad

Previous studies have shown that neurons in parieto-frontal areas of the macaque brain can be highly selective for real-world objects, disparity-defined ...

Cochlear Implant Surgery and Electrically-evoked Auditory Brainstem Response Recordings in C57BL/6 Mice

Cirugía de implante coclear y eléctricamente evocada médula oblonga auditivo respuesta grabaciones en ratones C57BL/6

Cochlear implants (CIs) are neuroprosthetic devices that can provide a sense of hearing to deaf people. However, a CI cannot restore all aspects of ...