Name: noninvasive eeg recordings from freely moving piglets
Uploaded: 2018-07-13T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets at JoVE.com

Wir möchten danken Helmut Scheu für die Gelegenheit, unsere Forschung im Schweinestall am Hofgut Neumühle betreiben.

Alle Verfahren wurden von der lokalen Ethikkommission (#23177-07/G10-1-010/G 15-15-011) genehmigt und gefolgt von den europäischen und deutschen Vorschriften (Europäische Gemeinschaftsrichtlinie 86/609/EWG; Tierschutzgesetz).
Alle tierische Verfahren wurden im Einklang mit dem Klinikum der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Tierbetreuung Ausschuss Verordnungen durchgeführt.
1. setup
<ol><li>Vor dem Experiment für jede Leitungsrauschen überprüfen Sie und f...

<ol>
	<li>Conrad, M. S., Sutton, B. P., Dilger, R. N., Johnson, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vivo+three-dimensional+magnetic+resonance+imaging-based+averaged+brain+collection+of+the+neonatal+piglet+(Sus+scrofa).">An in vivo three-dimensional magnetic resonance imaging-based averaged brain collection of the neonatal piglet (Sus scrofa).</a> PLoS ONE. 9 (9), e107650 (2014).</li><li>de Camp, N. V., Hense, F., Lecher, B., Scheu, H., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Models+for+preterm+cortical+development+using+non+invasive+clinical+EEG.">Models for preterm cortical development using non invasive clinical EEG.</a> Translational Neuroscience. 8, 211-224 (2017).</li><li>Lapray, D., Bergeler, J., Dupont, E., Thews, O., Luhmann, H. J., Barculo, D., Daniels, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+telemetric+system+for+recording+brain+activity+in+small+animals.">A novel telemetric system for recording brain activity in small animals.</a> Telemetry: Research, Technology and Applications. , 195-203 (2009).</li><li>Kim, D., Yeon, C., Kim, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+experimental+validation+of+a+dry+non-+invasive+multi-channel+mouse+scalp+EEG+sensor+through+visual+evoked+potential+recordings.">Development and experimental validation of a dry non- invasive multi-channel mouse scalp EEG sensor through visual evoked potential recordings.</a> Sensors. 17, 326 (2017).</li><li>Moshayedi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+glial+cell+mechanosensitivity+and+foreign+body+reactions+in+the+central+nervous+system.">The relationship between glial cell mechanosensitivity and foreign body reactions in the central nervous system.</a> Biomaterials. 35, 3919-3925 (2014).</li><li>Barrese, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Failure+mode+analysis+of+silicon-based+intracortical+microelectrode+arrays+in+non-human+primates.">Failure mode analysis of silicon-based intracortical microelectrode arrays in non-human primates.</a> Journal of Neural Engineering. 10, 066014 (2013).</li><li>Hellstr&#246;m-Westas, L., Ros&#233;n, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroencephalography+and+brain+damage+in+preterm+infants.">Electroencephalography and brain damage in preterm infants.</a> Early Human Development. 81, 255-261 (2005).</li><li>Lloyd, R. O., Goulding, R. M., Filan, P. M., Boylan, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overcoming+the+practical+challenges+of+electroencephalography+for+very+preterm+infants+in+the+neonatal+intensive+care+unit.">Overcoming the practical challenges of electroencephalography for very preterm infants in the neonatal intensive care unit.</a> Acta Paediatrica. , 152-157 (2015).</li><li>Clancy, B., Finlay, B. L., Darlington, R. B., Anand, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extrapolating+brain+development+from+experimental+species+to+humans.">Extrapolating brain development from experimental species to humans.</a> Neurotoxicology. 28, 931-937 (2007).</li><li>Iyer, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+burst+dynamics+predict+clinical+outcome+early+in+extremely+preterm+infants.">Cortical burst dynamics predict clinical outcome early in extremely preterm infants.</a> Brain. 138, 2206-2218 (2015).</li><li>Luhmann, H., de Camp, N., Bergeler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+brain+activity+in+preterms:+mathematics+helps+to+predict+clinical+outcome.">Monitoring brain activity in preterms: mathematics helps to predict clinical outcome.</a> Brain. 138, 2114-2125 (2015).</li><li>Dragomir, A., Akay, Y., Curran, A. K., Akay, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complexity+measures+of+the+central+respiratory+networks+during+wakefulness+and+sleep.">Complexity measures of the central respiratory networks during wakefulness and sleep.</a> Journal of Neural Engineering. 5, 254-261 (2008).</li><li>Peever, J., Fuller, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biology+of+REM+sleep.">The biology of REM sleep.</a> Current Biology. 27, R1237-R1248 (2017).</li><li>Robert, S., Dallaire, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polygraphic+Analysis+of+the+sleep-wake+states+and+the+REM+Sleep+periodicity+in+domesticated+pigs+(Sus+scrofa).">Polygraphic Analysis of the sleep-wake states and the REM Sleep periodicity in domesticated pigs (Sus scrofa).</a> Physiology &amp; Behavior. 37 (2), 289-293 (1986).</li></ol>

Ein wichtiger Schritt im Protokoll ist die angemessene Hautkontakt mit den Elektroden, vor allem der Masseelektrode, stabile Aufnahmen mit geringem Bildrauschen zu erreichen. Darüber hinaus da Ferkel sehr beweglich sind, ist es wichtig, das gesamte System mit Silikon-Kautschuk zum Schutz der Elektroden und die Telemetrie-Einheit zu decken. Darüber hinaus, wenn die Experimente in einem Stall mit einem Spaltenboden durchgeführt werden, seien Sie vorsichtig mit kleine Geräte oder Anschlüsse.
<p class="jove_content"...

Ferkel sind eine aufstrebende Modellsystem für Neurowissenschaften1. Um translationale Forschung zu stärken, haben wir eine Methode, um nicht-invasive, klinische EEGs von hemmungslosen Ferkel2 (Abbildung 1 und Abbildung 2) aufnehmen. Zwei Voraussetzungen für eine translationale Nutzung des EEG-Ableitungen zur EEG-Muster mit kortikale Reifung verbunden sind eine nicht-invasive Methode, vergleichbar mit klinischen Setting und die Abstinenz von Beruhigungsmitteln oder Anästhesie. 1-Kanal Telemetrie System3 in Kombination mit selbstklebenden Elektroden können in ca. 5 min. danach fixiert werden, die Ferkel werden schnell wieder aus dem Umgang mit Verfahren und synchronisieren Sie ihre Fütterung und Verhalten, die anderen schlafen Ferkel und Sau.
Auch wenn es bereits Versuche, nicht-invasive EEG-Ableitungen von sediert Tiere4verwenden, werden die meisten Elektroenzephalographie Studien von Tieren mit invasiven Methoden durchgeführt. Diese Methoden haben Nebenwirkungen bei entzündlichen Prozessen rund um die implantierten Elektroden5,6 , und in den meisten Fällen benötigen sie eine soziale Trennung der Tiere durch die externen Komponenten des implantierten EEG-Systems. Daher ist die Übersetzung dieser Daten zu klinischen Kontext schwierig. Die Notwendigkeit für translationale Ansätze wird deutlich durch die Tatsache, dass es noch nicht bekannt ist wie eine "normale" Gehirn-Reifung während der frühen kortikalen Entwicklung von klinischen, nicht-invasive Elektroenzephalographie7dargestellt wird. Diese Wissenslücke entsteht durch technische Herausforderungen im Zusammenhang mit EEG-Ableitungen von Frühgeborenen Babys8. Im Tiermodell Systeme sind Muster der frühen kortikalen Entwicklung besser zugänglich, da die meisten Tiere mit einem "Frühgeburt Gehirn" im Vergleich zu menschlichen kortikalen Entwicklung9geboren sind. Neben der erhaltenen Muster der kortikalen Entwicklung über Arten2hat kürzlich gezeigt, dass EEG-Ableitungen von Frühgeborenen im späteren Leben10,11auch die individuelle klinische Outcome Vorhersagen können. Die hier beschriebene Methode eignet sich besonders für die translationale Aspekte der Entwicklungsbiologie Neurowissenschaften.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="867">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Disposable adhesive 
			surface silver/silver chloride electrodes</td>
			<td style="width:309px;">Spes 
			Medica S.r.l., Genova, Italy</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:223px;">Self adhesive hydrogel electrode</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Abralyt HiCl</td>
			<td style="width:309px;">Easycap GmbH</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Abrasive cream</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Body Double fast</td>
			<td style="width:309px;">Smooth On Inc.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Skin adhesive silicone</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Telemetry system</td>
			<td style="width:309px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Internal development</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Picolog 1216</td>
			<td style="width:309px;">Pico Technology</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>AD converter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laptop</td>
			<td style="width:309px;">Panasonic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Rugged laptop</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Receiver</td>
			<td style="width:309px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Internal development</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

noninvasive eeg recordings from freely moving piglets

Die Methode erlaubt die Aufnahme von qualitativ hochwertigen Elektroenzephalogramme (EEG) von frei beweglichen Ferkel direkt im Schweinestall. Wir verwenden eine einkanalige telemetrischen Elektroenzephalographie-System in Kombination mit standard Hydrogel selbstklebende Elektroden. Die Ferkel sind ohne den Einsatz von Beruhigungsmitteln beruhigt. Nach ihrer Freilassung in den Schweinestall, die Ferkel Verhalten sich normalerweise – sie trinken und schlafen im gleichen Zyklus wie ihre Geschwister. Die EEG-Ableitungen dienen ihre Schlafphasen.

Wir waren in der Lage, typische EEG-Muster, die im Zusammenhang mit nicht - REM-Schlaf, wie Spindel platzt oder Delta-Bürsten aus frei beweglichen Ferkel (Abbildung 1 und Abbildung 2). Uns interessierte vor allem repräsentative Muster während der nicht - REM-Schlaf, aber auch Phasen von REM-ähnlichen Schlaf12 mit einer sehr geringen Amplitude wurden aufgezeichnet (Abbildung 3</stro...

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Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Hier präsentieren wir ein Protokoll zum Rekord telemetrischen Elektroenzephalogramme (EEG) von frei beweglichen Ferkel direkt im Schweinestall ohne den Einsatz von Sedativum, macht es möglich, typische EEG-Muster während der nicht - REM-Schlaf, wie Spindel aufzuzeichnen platzt.

Nicht-invasive EEG-Ableitungen von frei beweglichen Ferkel

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

High-Density-EEG-Aufzeichnungen der sich frei bewegenden Mäusen mit Polyimid-Basis Mikroelektroden

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

Forschung

Neurowissenschaften

Recording Single Neurons' Action Potentials from Freely Moving Pigeons Across Three Stages of Learning

Aufnahme von Aktionspotentialen einzelner Neuronen &quot;sich frei zu bewegen Tauben auf drei Stages of Learning

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed ...

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees (Bombus terrestris)

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

A Novel Verhaltenstest Gustatory Antworten einzelner, frei beweglichen Bumble Bees zur Untersuchung (<em&gt; Bombus terrestris</em&gt;)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Aufzeichnung von EEG in frei bewegten neonatalen Ratten mit einer neuartigen 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 ...

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

Gleichzeitige Aufnahmen der kortikalen lokales Feld Potentiale, Elektrokardiogramm, Elektromyogramm und Atemrhythmus aus einem frei beweglichen Ratte

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

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

Mikrodialyse exzitatorischen Aminosäuren während der EEG-Ableitungen in Ratten frei beweglich

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

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

Multi-Fiber Photometrie zur Aufzeichnung neuronaler Aktivität bei frei beweglichen Tieren

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

Intracerebroventrikuläre Abgabe von mikrobiellen Metaboliten aus dem Darm in frei beweglichen Mäusen

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

Mehrkanalige extrazelluläre Aufzeichnung bei frei beweglichen Mäusen

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

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

Entnahme von Liquor und Blut aus der seitlichen Schwanzvene bei Ratten während EEG-Aufzeichnungen

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