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

Vi vill tacka Helmut Scheu för möjligheten att bedriva vår forskning i pigpen på Hofgut Neumühle.

Alla förfaranden godkändes av den lokala etiska kommittén (#23177-07/G10-1-010/G 15-15-011) och följde europeiska och den tyska nationella reglementet (Europeiska gemenskapernas direktiv, 86/609/EEG; Tierschutzgesetz).
Alla djur förfaranden utfördes i enlighet med medicinska Center av Johannes Gutenberg-University Mainz djurvård utskottets förordningar.
1. inställning
<ol><li>Innan experimentet, kontrollera om någon linjebrus och hitta en lämplig plats ...

<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>

Ett avgörande steg i protokollet är den adekvat hudkontakt med elektroderna, särskilt marken elektroden, att uppnå stabila inspelningar med låg ljudnivå. Dessutom eftersom smågrisar är mycket smidig, är det viktigt att täcka hela systemet med silikongummi att skydda elektroderna och telemetri enheten. Dessutom om experimenten utförs i ett stall med ett spaltgolv, vara försiktig med små enheter eller kopplingar.
Vid en otillräcklig grepp av självhäftande hydrogel elektroderna, f...

Smågrisar är en framväxande modellsystem för neurovetenskap1. För att stärka translationell forskning, uppfann vi en metod att spela in icke-invasiv, kliniska EEGs från ohämmad smågrisar2 (figur 1 och figur 2). Två förutsättningar för en translationell användning av EEG inspelningar, angående EEG mönster i samband med kortikala mognad, är en icke-invasiv metod, jämförbar med den kliniska inställningen och avhållsamhet av lugnande eller narkos. En-kanals telemetri system3 i kombination med självhäftande elektroder kan sättas fast i ca 5 min. efteråt, smågrisarna kommer att återhämta sig snabbt från förfarandet för hantering och synkronisera deras utfodring och sover beteende till den andra smågrisar och suggan.
Även om det finns redan försök att använda icke-invasiv EEG inspelningar från sederad djur4, utförs de flesta elektroencefalografi studier från djur med invasiva metoder. Dessa metoder har biverkningar avseende inflammatoriska processer kring den inopererade elektroder5,6 , och i de flesta fall, de kräver en social separation av djuren på grund av de externa komponenterna av implanterade EEG systemet. Översättningen av dessa data till det kliniska sammanhanget är därför svårt. Behovet av translationella angreppssätt blir tydligt av det faktum att det ännu inte är känt hur en ”normal” hjärnans mognad under tidiga kortikala utveckling representeras av kliniska, icke-invasiv elektroencefalografi7. Detta kunskapsglapp orsakas av tekniska utmaningar i samband med EEG inspelningar från prematura spädbarn8. I djurmodell system nås mönster av tidig kortikala utveckling bättre, eftersom de flesta djur föds med en ”prematura hjärna” i jämförelse med mänskliga kortikala utveckling9. Förutom bevarade mönster av kortikala utveckling över arter2, har det nyligen visats att EEG inspelningar från prematura spädbarn också kan förutsäga det individuella kliniska resultatet under senare liv10,11. Den metod som beskrivs här är särskilt användbart för developmental neuroscience translationella aspekter.

<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

Metoden tillåter inspelning av hög kvalitet elektroencefalogram (EEGs) från fritt rörliga smågrisar direkt i pigpen. Vi använder en enkanals telemetriska elektroencefalografi system i kombination med standard självhäftande hydrogel elektroder. Smågrisarna är lugnade ner utan användning av lugnande medel. Efter sin övergång till pigpen, smågrisarna bete sig normalt — de dricker och sover i samma cykel som sina syskon. Sin sömn arrangerar gradvis används för EEG inspelningarna.

Vi kunde spela in typiska EEG mönster i samband med icke - REM-sömn, som spindeln skurar eller delta borstar, från fritt rörliga smågrisar (figur 1 och figur 2). Vi var mest intresserade av representativa mönster under icke - REM-sömn, men faser av REM-liknande sömn12 med en mycket låg amplitud har också spelats in (figur 3). Fysiologi och mängden REM-sömn varierar...

Watch this Scientific Journal Video about Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets at JoVE.com

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Här presenterar vi ett protokoll till rekord telemetriska elektroencefalogram (EEGs) från fritt rörliga smågrisar direkt i pigpen utan användning av lugnande medel, vilket gör det möjligt att spela in typiska EEG-mönster under icke - REM-sömn, som spindeln spricker.

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 ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Hög densitet EEG inspelningar av fritt rörliga Möss med Polyimid-baserade mikroelektrod

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

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

Inspelning enstaka nervceller &#39;Action Potentials från fritt rörliga Duvor Över tre stadier av lärande

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 Behavioral analys för att undersöka smak Svaren från individuella, fritt rörliga humlor (<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

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 ...

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

Samtidiga inspelningar av kortikala lokala fältet potentialer, elektrokardiogram, Elektromyogram och andas rytm från en fritt rörliga råtta

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

Mikrodialys av excitatoriska aminosyror under EEG inspelningar i fritt rörliga råttor

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

Multifiberfotometri för att registrera neurala aktiviteter i fritt rörliga djur

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

Intracerebroventrikulär leverans av tarm-härledda mikrobiella metaboliter i fritt rörliga möss

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

Flerkanalig extracellulär inspelning i fritt rörliga möss

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

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 ...