Gravações de EEG não invasiva de leitões movimentando-se livremente
Summary
Aqui, apresentamos um protocolo para registro Telemétrico eletroencefalogramas um e outro (EEGs) de movimentando-se livremente leitões diretamente no chiqueiro sem o uso de um sedativo, tornando possível gravar padrões típicos de EEG durante não sono REM, como eixo de rajadas.
Abstract
O método permite a gravação de alta qualidade eletroencefalogramas (EEGs) um e outro se mova livremente leitões diretamente no chiqueiro. Nós usamos um sistema Telemétrico Eletroencefalografia um canal em combinação com eletrodos de hidrogel auto-adesivas padrão. Os leitões são calmos, sem o uso de sedativos. Após sua libertação no chiqueiro, os leitões se comportar normalmente — eles beber e dormir no mesmo ciclo como seus irmãos. Suas fases de sono são usados para as gravações de EEG.
Introduction
Leitões são um sistema de modelo emergente de neurociência1. A fim de reforçar a investigação de translação, nós inventamos um método para gravar não-invasivo, clínicas EEGs de leitões desenfreada2 (Figura 1 e Figura 2). Duas condições prévias para uma utilização translacional de gravações de EEG, sobre padrões de EEG associados maturação cortical, são uma metodologia não-invasiva, comparável à clínica e a abstinência de sedativos ou anestesia. O sistema de telemetria de um canal3 em combinação com eletrodos auto-adesivos pode ser fixado em cerca de 5 min. depois, os leitões vão recuperar-se rapidamente do processo de manipulação e sincronizar sua alimentação e sono comportamento para que o outro leitões e a porca.
Embora já existam tenta usar gravações de EEG invasivo de animais sedado4, a maioria dos estudos de eletroencefalografia de animais são conduzidos com abordagens invasivas. Esses métodos têm efeitos colaterais sobre processos inflamatórios em torno de5,os eletrodos implantados6 e, na maioria dos casos, eles exigem uma separação social dos animais devido os componentes externos do sistema implantado de EEG. Portanto, a tradução destes dados ao contexto clínico é difícil. A necessidade de abordagens translacionais está se tornando claras pelo fato de que ainda não se sabe como uma maturação do cérebro “normais” durante o início do desenvolvimento cortical é representada por Eletroencefalografia clínica, não-invasivo7. Esta lacuna de conhecimento é causada pelos desafios técnicos associados com gravações de EEG de prematuros bebês8. Em sistemas modelo animal, padrões de desenvolvimento cortical precoce são mais acessíveis, desde que a maioria dos animais que nascem com um cérebro”prematuro” em comparação com o desenvolvimento cortical humano9. Além de conservadas padrões de desenvolvimento cortical em toda espécie2, recentemente mostrou que gravações de EEG de bebês prematuros também podem prever o resultado clínico individual durante posterior vida10,11. O método descrito aqui é especialmente útil para os aspectos translacionais de neurociência do desenvolvimento.
Protocol
Representative Results
Discussion
Um passo crítico no protocolo é o contato de pele adequados com os eléctrodos, especialmente o eléctrodo de terra, para conseguir gravações estáveis com baixo ruído. Além disso, desde que os leitões são muito ágeis, é importante cobrir todo o sistema com borracha de silicone para proteger os eléctrodos e a unidade de telemetria. Além disso, se as experiências são realizadas em um estábulo com um chão de ripas, seja cauteloso com pequenos dispositivos ou conectores.
No caso d…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gostaríamos de agradecer a Helmut Scheu para a oportunidade de realizar nossa pesquisa no chiqueiro em 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 |
References
- 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).
