Noninvasiv EEG opptak fra fritt flytte grisunger
Summary
Her presenterer vi en protokoll til posten telemetrisk electroencephalograms (EEGs) fra fritt flytte grisunger direkte i pigpen uten bruk av en beroligende, gjør det mulig å ta opp typiske EEG mønstre under ikke – REM søvn, som vri sprekker.
Abstract
Metoden gjør opptak av høy kvalitet electroencephalograms (EEGs) fra fritt flytte grisunger direkte i pigpen. Vi bruker en én-kanals telemetrisk Elektroencefalogram system i kombinasjon med standard selvklebende hydrogel elektroder. Grisunger er roet seg uten bruk av sedativa. Etter sin utgivelse i pigpen, grisunger fungerer normalt, de drikke og sove i samme syklus som sine søsken. Deres sove faser brukes for EEG opptakene.
Introduction
Grisunger er en voksende modellsystem for nevrovitenskap1. For å styrke translasjonsforskning, oppfant vi en metode for å registrere ikke-invasiv, klinisk EEGs fra hemningsløs grisunger2 (figur 1 og figur 2). To forutsetninger for en translational bruk av EEG innspillinger, om EEG mønstre forbundet med kortikale modning, er en ikke-invasiv metode, sammenlignes med klinisk setting og avholdenhet sedativa eller anestesi. En kanal telemetri systemet3 sammen med selvklebende elektrodene kan bli løst på ca 5 min. etterpå, grisunger vil komme seg raskt fra håndteringsprosedyren og synkronisere sine fôring og sove funksjonalitet som i andre grisunger og utførelseserklæringen.
Selv om det er allerede forsøk på å bruke ikke-invasiv EEG opptak fra bedøvet dyr4, er de fleste Elektroencefalogram studier fra dyr gjennomført med invasive metoder. Disse metodene har bivirkninger om inflammatoriske prosesser rundt implanterte elektroder5,6 , og i de fleste tilfeller, de krever en sosiale atskillelse av dyr på grunn av de eksterne komponentene av implantert EEG. Derfor er oversettelsen av disse dataene skal klinisk sammenheng vanskelig. Behovet for translasjonsforskning tilnærminger blir tydelig av det faktum at det ikke er fortsatt kjent hvordan en “normal” hjernen modning under kortikale utviklingen er representert ved klinisk, ikke-invasiv Elektroencefalogram7. Denne kunnskapen hullet er forårsaket av tekniske utfordringer knyttet EEG opptak fra premature babyer8. I dyremodell systemer er kortikale utviklingen bedre tilgjengelig, siden de fleste dyr er født med en “premature brain” i forhold til menneskelig kortikale utvikling9. Foruten bevarte mønstre av kortikale utvikling over arter2, har det nylig vist at EEG opptak fra premature babyer kan også forutsi det enkelte kliniske utfallet i senere liv10,11. Metoden beskrevet her er spesielt nyttig for translasjonsforskning aspekter av utviklingsmessige nevrovitenskap.
Protocol
Representative Results
Discussion
En avgjørende skritt i protokollen er tilstrekkelig hudkontakt med elektrodene, spesielt bakken elektroden, å oppnå stabil opptak med lite støy. Videre siden grisunger er svært fleksibelt, er det viktig å dekke hele systemet med silikongummi å beskytte elektrodene og telemetri enheten. Videre, hvis eksperimenter er gjennomført i en stabil med en lamellbunn gulvet, være forsiktig med små enheter eller kontakter.
Ved en utilstrekkelig grep av selvklebende hydrogel elektrodene, prøve ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi vil gjerne takke Helmut Scheu for muligheten til å gjennomføre vår forskning i pigpen på Hofgut Neumühle.
Materials
| Disposable adhesive surface silver/silver chloride electrodes |
Spes Medica S.r.l., Genova, Italy |
Self adhesive hydrogel electrode | |
| Abralyt HiCl | Easycap GmbH | Abrasive cream | |
| Body Double fast | Smooth On Inc. | Skin adhesive silicone | |
| Telemetry system | Internal development | ||
| Picolog 1216 | Pico Technology | AD converter | |
| Laptop | Panasonic | Rugged laptop | |
| Receiver | Internal development |
Riferimenti
- Conrad, M. S., Sutton, B. P., Dilger, R. N., Johnson, R. W. An in vivo three-dimensional magnetic resonance imaging-based averaged brain collection of the neonatal piglet (Sus scrofa). PLoS ONE. 9 (9), e107650 (2014).
- de Camp, N. V., Hense, F., Lecher, B., Scheu, H., Bergeler, J. Models for preterm cortical development using non invasive clinical EEG. Translational Neuroscience. 8, 211-224 (2017).
- Lapray, D., Bergeler, J., Dupont, E., Thews, O., Luhmann, H. J., Barculo, D., Daniels, J. A novel telemetric system for recording brain activity in small animals. Telemetry: Research, Technology and Applications. , 195-203 (2009).
- Kim, D., Yeon, C., Kim, K. Development and experimental validation of a dry non- invasive multi-channel mouse scalp EEG sensor through visual evoked potential recordings. Sensors. 17, 326 (2017).
- Moshayedi, P., et al. The relationship between glial cell mechanosensitivity and foreign body reactions in the central nervous system. Biomaterials. 35, 3919-3925 (2014).
- Barrese, J. C., et al. Failure mode analysis of silicon-based intracortical microelectrode arrays in non-human primates. Journal of Neural Engineering. 10, 066014 (2013).
- Hellström-Westas, L., Rosén, I. Electroencephalography and brain damage in preterm infants. Early Human Development. 81, 255-261 (2005).
- Lloyd, R. O., Goulding, R. M., Filan, P. M., Boylan, G. B. Overcoming the practical challenges of electroencephalography for very preterm infants in the neonatal intensive care unit. Acta Paediatrica. , 152-157 (2015).
- Clancy, B., Finlay, B. L., Darlington, R. B., Anand, K. J. Extrapolating brain development from experimental species to humans. Neurotoxicology. 28, 931-937 (2007).
- Iyer, K. K., et al. Cortical burst dynamics predict clinical outcome early in extremely preterm infants. Brain. 138, 2206-2218 (2015).
- Luhmann, H., de Camp, N., Bergeler, J. Monitoring brain activity in preterms: mathematics helps to predict clinical outcome. Brain. 138, 2114-2125 (2015).
- Dragomir, A., Akay, Y., Curran, A. K., Akay, M. Complexity measures of the central respiratory networks during wakefulness and sleep. Journal of Neural Engineering. 5, 254-261 (2008).
- Peever, J., Fuller, P. M. The biology of REM sleep. Current Biology. 27, R1237-R1248 (2017).
- Robert, S., Dallaire, A. Polygraphic Analysis of the sleep-wake states and the REM Sleep periodicity in domesticated pigs (Sus scrofa). Physiology & Behavior. 37 (2), 289-293 (1986).
