Non-restraining EEG Radiotelemetry: Epidural and Deep Intracerebral Stereotaxic EEG Electrode Placement

У цьому розділі наведені приклади, отримані з поверхневих і глибоких внутрішньомозкових записи ЕЕГ. Спочатку слід зазначити, що базовий рівень записи в фізіологічних умовах є обов'язковими до наступних записів наступних наприклад, медикаментозного лікування. Такі базові записи можуть дати цінну інформацію про функціональну взаємозалежності ритміки мозку з різними поведінковими станами або сну / циркадний ритмічність. Тут ми покажемо приклади записаному судомної активності після гострого введення proconvulsive / психоенергетичними препаратів. Як зазначалося вище, загальна область застосування в ЕЕГ радіотелеметрії епілепсія дослідження. Епілепсія моделі включають в себе гострі і хронічні фармакологічні моделі, а також генетичні моделі (трансгенні) епілепсії. Тут ми показуємо гострі моделі бессудорожного відсутність подібних судом, викликаних введенням внутрішньочеревно R / S-баклофена в дозі 20 мг / кг і bicucullinemethobromide в дозі 10 мг / кг. Фармакодинамічно, баклофен є агоністом рецептора ГАМК (В), що збільшує K + витікання з клітки як пре-, так і постсинаптически, тоді як бікукуллін є ГАМК (А) антагоніст, який пригнічує Cl - приплив в клітку. Активація ГАМК (А) рецепторів призводить до ініціації і підтримці hyperoscillation і hypersynchronization в межах таламокортікальную-corticothalamic схеми. Малюнок 5B, C показані епідуральної записи ЕЕГ після введення ІС R / S-баклофена (20 мг / кг) і bicucullinemethobromide (10 мг / кг). Системне введення 4-амінопіридину (4-AP) в дозі 10 мг / кг внутрішньоочеревинно або пентілентетразолом (PTZ) може спровокувати генералізованих тоніко-клонічних нападів у мишей і щурів. Після 4-AP або PTZ ін'єкції тварин показують типову тимчасову послідовність дій, рухових дозозависимое тяжкості, тобто., Інтенсивність і тривалість. Напади зазвичай починають з гипоактивность стану, за яким слід мілдью, часткова миоклонус, що в основному впливає на обличчя з vibrissal сіпання голови, і / або передніх кінцівок. Це часткове стан захоплення може ніж узагальнюють в міоклонусом характеризується втратою вертикального положення або цілого тіла клонусов за участю всіх чотирьох кінцівок. Останнє характеризується стрибками, дикий біг і, нарешті, тонізуючу розширення задніх кінцівок. Типова епідуральної записи ЕЕГ після введення 4-AP (10 мг / кг) зображений на малюнку 5А. Цей епідуральної тип запису здатний викликати рак на початкових стадіях розвитку судом, тобто., Міоклонічні руху голови, посмикування особи і кінцівками) з високою точністю. Хоча існує висока ступінь рухову судомної активності, пов'язана з високою ЕМГ, тобто., М'язової активності, спостерігається лише мінімальне забруднення ЕМГ записів ЕЕГ. Як стає очевидним на малюнку 5А, спорадичний сплеску активності (*) слідують узагальненої клонусов з типовим шип / поліспайк / Spikелектронной хвильової малюнок (1), а потім подальшого епізоду безперервної імпульсної активності. Слід зазначити, що забруднення EMG важко виявити. Незважаючи на те, сегмент записи характеризується підвищеної активності м'язів внаслідок всього клонусов тіла, то сплеску активності, що походять з головного мозку є помітним і забруднення ЕМГ є вкрай низьким. Цей приклад доводить, що запропонований експериментальний підхід здатний записувати сигнали ЕЕГ вибірково навіть в умовах узагальнених припадків, коли ЕЕГ сигнали можуть очікувати бути замаскований ЕМГ артефактів. Зверніть увагу, що режими для ін'єкційних наркотиків, як описано тут, завжди вимагають записи перед ін'єкцією, при ін'єкції і після фармакологічної введення. Контроль повинен включати в себе імітацію уприскуванням / транспортний засіб вводили тваринам.

Типова мішень внутримозговое мозок гіпокамп, наприклад, СА1 області. Гіпокампу судомної активності може бути індуковано каїнової кислоти (КА) або N-метил-D-аспартату (NMDA). Ні-NMDA-рецептора, агоніст К.А., як правило, вводять внутрішньоочеревинно в дозі 10-30 мг / кг. Гіпокампу припадки являють собою важливий захоплення підгрупи, які можуть бути гостро, викликану різними агоністами глутаматних рецепторів. За допомогою глибокої процедури імплантації електродів, описаної вище, К.А. припадки індукованих гіпокампу може бути записаний з високою точністю (рис 5D). До того ж К.А., гіпокампу припадки також можуть бути викликані внутрибрюшинно введенням NMDA в дозі 150 мг / кг. Як і в KA тварин, оброблених, NMDA оброблених мишей, розвиваються судоми через послідовність пароксизмальної дряпати, гіпермотільності і кружляючи, тоніко-клонічні судоми, а іноді і смерть.

На малюнку 6 показані приклади одночасного коркового (епідуральної) і гіпокампу (глибокий) ЕЕГ в найпопулярніших хронічних гіпокампу моделі нападів, тобто., Модель пилокарпин з медіальної скроневої епі Lepsy (mTLE) у щурів. Слід зазначити, що EEG артефакти можуть іноді імітують ictiform розряди (рис 7). При цьому особлива увага повинна бути приділена зниження ЕКГ, ЕМГ і зовні індуковане порушення ЕЕГ сигналу. Слід зазначити, що процедура імплантації описані тут дозволяє максимальне зниження забруднення сигналу ЕЕГ. Артефакти або результат від зовнішніх електричних пристроїв, які можуть бути екрановані, наприклад, клітки Фарадея або шляхом оссификации процесів навколо просвердлених отворів, які, як правило, піднімають електроди з головного мозку. Остання являє собою процес, який залежить від часу, що відзначає експериментальне обмеження техніки. Слід зазначити, що запис захоплення і аналіз не є єдиною областю застосування методів, описаних тут. Поверхнева і глибока внутрішньомозкові записи ЕЕГ можуть бути використані для комплексного аналізу частотно-часового, наприклад, на тваринних моделях психоневрологічних захворювань, а також для досліджень сну, наприклад.

ove_content "ВОК: Keep-together.within-сторінці =" 1 ">
Малюнок 1 :. Житлові умови в радіотелеметрії Дослідження in vivo в різних миші або щури ліній або фармакологічних або трансгенних ліній захворювань людини вимагають високої стандартизації для мінімізації внутрііндівідуальная мінливості і потенційної систематичної помилки, що виникають із спотворюють факторів. Належні житлові умови є передумовою для високоякісних записів і дійсних телеметричних результатів. Відкриті житлові умови на лабораторних полицях не підходять для запису. Замість того, щоб запис повинна бути виконана всередині тваринного об'єкта, або в вентильованих шафах (A). В ідеалі, вентильовані шафи використовуються не тільки для передопераційного і післяопераційного житлового будівництва і відновлення, але і для запису ЕЕГ (B), так як це гарантує стабільність умов навколишнього середовища і відсутність перешкод. Якщо запис не може бути виконана в випускний трубеilated кабінет, вони повинні бути зроблені в клітці Фарадея, всередині екологічно контрольованих тварин кімнаті (C). Будь ласка , Натисніть тут , щоб подивитися збільшену версію цієї фігури.

Малюнок 2 :. Стандартна система ЕЕГ радиотелеметрические і радіочастотні передавачі Крім саморобних систем, ряд комерційно доступних систем на ринку. Базова установка такої системи зображений на вигляді (А). Система складається з передавача радіочастотна, приймач пластини, обмін даними матриці, яка є в якості мультиплексора, а також збору, обробки і основний блок аналізу. Для частотного аналізу, виявлення та аналізу нападів сну конкретні програмні модулі пропонують. Кілька типів передавачів являютсямоделі шириною в залежності від того, який вигляд повинен бути досліджений і залежить від наукового питання. B) імплантованих мишам, прийомних пластин і мультиплексор поміщений всередині вентильованого шафи для стандартних умов зйомки. C) Дорослий C57BL / 6J миші і 2-канальний Радіочастотний передавач. D) Спинний вид черепа через 4 тижні після імплантації електродів і фіксації за допомогою склоіономера цементу (передруковано з 61 і 62 з дозволу). Будь ласка , Натисніть тут , щоб подивитися збільшену версію цієї фігури.

Малюнок 3: Анестезія та налаштування стереотаксическая для мишей і щурів. A) Газова система анестезії з використанням ізофлуран. Прецизійний високошвидкісний бормашини є МОДnted на стереотаксической пристрої 3D для мишей і щурів відповідно. Додаткове тепло дається за допомогою грілки. B) Крупний план свердла, стереотаксической барів вуха і носа затиску (передруковано з 62 з дозволу). Будь ласка , Натисніть тут , щоб подивитися збільшену версію цієї фігури.

Малюнок 4: стереотаксическая поверхневих і глибинних електродів імплантація. А) Схема епідуральної розміщення електродів у мишей і щурів. B) анатомічних структур і пам'яток мишачого черепа. Верхівковий вид черепа миші C57BL / 6J, який був підготовлений в 0,3% H 2 O 2. Примітка кістки черепа (Os Frontale (з), О. С. parietale (оп), операційна система осcipitale (оо)) і шовні ( SUTURA лобової (SF), SUTURA sagittalis (сс), SUTURA венечная артерія (підшкірно), і SUTURA lambdoidea (сл)), які визначають основну Анатомічними брегми (B) і лямбда (L). C) Бічний вид C57BL / 6J миші череп. D) Один епідуральної, диференційний електрод поміщається на моторній корі (M1), додатковий intrahippocampal диференційний електрод поміщається в області СА1 гіпокампу. Обидва псевдо-електроди локалізовані на мозочку. E) Корональні частини (схема), що ілюструє локалізацію глибокого, внутрішньочерепної електрода для запису electrohippocampogram. F) Крупний план глибокого електрода ЕЕГ датчиків ведучого передавача радіочастотним та їх розташування на верхній частині мишачого черепа (передруковано з 61 і 62 з дозволу). Будь ласка , натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Рис. 5: Фармакологічна Индукционная епілептичних розрядах A) записи поверхні відображення електроенцефалограми Іктальная розрядів після введення внутрішньочеревно 4-амінопіридину (4 AP, 10 мг / кг). Епізодичні сплески (*) перетворитися в скороминущої епізод безперервного піки (1), що призводить до депресії ЕЕГ (зниження амплітуди, 2-3). Незабаром після цього періоду другої шип-поїзд супроводжує розвитку генералізованої тоніко-клонічні напади з дикими біг і стрибки стає очевидним, що в кінцевому підсумку призводить до тонічної розширення задніх кінцівок (4) і смерті. Що залишився крихітний сигнал після смерті мозку являє ЕКГ (R-шип) забруднення. B) Після IP - administrati на з bicucullinemethobromide (BMB, 10 мг / кг) мишей показують поїзда характерних піків і колоса хвиль. C) введення баклофену (20 мг / кг) призводить до спорадичним виникнення піки активності. D) Intrahippocampal електроенцефалографічні (ЕЕГ) записи наступні IP введення KA (30 мг / кг). Я: глибокий CA1 запис с / 6J миші C57BL протягом 2 годин відразу після введення КА. У дозі 30 мг / кг К.А. суміжний гіпокампу припадок активність спостерігається час від часу переривається послеприпадочного депресії (стрілки). Іктальная розряди характеризуються шипа і / або спайк-хвильової активності (див врізки) в дельта- і тета-діапазоні хвиль (4-8 Гц). II-IV: У дні 1, 3 і 5 після ін'єкції записів 1ч CA1 ЕЕГ ілюструють зниження, але до сих пір безперервні Іктальная розряди, пов'язані з нейрональної дегенерації ексайтотоксічность (передруковано з 61 і 62 з дозволу) .JPG "цільових =" _blank " > Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися збільшену версію цієї фігури.

Малюнок 6 :. Радіотелеметрична EEG Запис в щурячої моделі Мезіальний скроневою епілепсією лімбічної припадки фармакологічно індуковане за допомогою режиму уприскування пилокарпин. Цей малюнок ілюструє синхронну запис від первинної моторної кори (М1), а також області СА1 гіпокампу від щурів у віці 3-х місяців. Сходять угору і вниз шип / полі-спайки присутні в обох прогинів (передруковано з 62 з дозволу). Будь ласка , Натисніть тут , щоб подивитися збільшену версію цієї фігури.

A) Intrahippocampal EEG запис з контрольною миші. Б) Пошкоджені силіконова ізоляція проводу, що підводять і оссификации процесів, що відбуваються від краю просвердлених отворів може призвести до різкого забруднення електроенцефалографічні записів. Зверніть увагу на регулярну структуру заважаючи ЕКГ сигналу, тобто., R-шипи (стрілки). Важливо відзначити, що забруднення ЕКГ не може бути повністю уникнути, але процедура імплантації, представлена ​​тут дозволить знизити його до мінімуму. C) електроміографічний забруднення ЕЕГ характеризується високої частоти активності. D) Артефакти можуть також відбуватися від перехресних перешкод між прийомними пластинами або від електричного шум еволюціонує від кімнатних вогнів або різних інших електричних пристроїв Тхат близькі до приймача пластин. Ефективним способом запобігання системи підбираючи шуму є захист приймача пластини і домашню клітку, використовуючи вентильований шафа або клітку Фарадея (передруковано з 61 і 62 з дозволу). Будь ласка , Натисніть тут , щоб подивитися збільшену версію цієї фігури.