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Artigo de método

Gravações simultâneas de potenciais de campo corticais Local, eletrocardiograma, eletromiograma e respirar o ritmo de um rato andando livremente

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DOI:

10.3791/56980

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2 de abril de 2018

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Neste artigo

Resumo

Este estudo apresenta um método para a gravação simultânea dos potenciais do campo local no cérebro, eletrocardiogramas, electromyograms e respirando os sinais de um rato andando livremente. Esta técnica, o que reduz custos experimentais e simplifica a análise de dados, irá contribuir para a compreensão das interacções entre o cérebro e os órgãos periféricos.

Resumo

Monitoramento da dinâmica fisiológica do cérebro e tecidos periféricos é necessária para abordar uma série de perguntas sobre como o cérebro controla corpo funções e ritmos do órgão interno, quando os animais são expostos aos desafios emocionais e alterações em seus ambientes de vida. Em geral, experimentos, os sinais de diferentes órgãos, como o cérebro e o coração, registam-se por sistemas de gravação independente que requerem vários dispositivos de gravação e diferentes procedimentos para processamento de arquivos de dados. Este estudo descreve um novo método que pode monitorar simultaneamente bio-sinais elétricos, incluindo dezenas de potenciais locais de campo em várias regiões do cérebro, eletrocardiogramas que representam o ritmo cardíaco, electromyograms que representam acordado / contração muscular com o sono e respirando os sinais, em um rato andando livremente. A configuração de gravação desse método é baseada em uma matriz de microunidade convencional para gravações de potenciais corticais campo local na qual dezenas de eletrodos são acomodadas, e os sinais obtidos esses eletrodos são integrados em um único quadro eléctrico montado na cabeça do animal. Aqui, este sistema de gravação foi melhorado para que os sinais de órgãos periféricos também são transferidos para uma placa de interface elétrica. Em uma única cirurgia, eletrodos primeiro são implantados separadamente em partes do corpo apropriado e as áreas do cérebro de alvo. As extremidades abertas de todos estes eletrodos são então soldadas para canais individuais da placa elétrica acima da cabeça do animal para que todos os sinais podem ser integrados a única placa eléctrica. Esta placa de ligação a um dispositivo de gravação permite para a coleção de todos os sinais em um único dispositivo, o que reduz custos experimentais e simplifica o processamento de dados, pois todos os dados podem ser tratados no mesmo arquivo de dados. Esta técnica ajudará a compreensão dos neurofisiológicos das associações entre órgãos centrais e periféricos.

Introdução

O sistema nervoso central controla Estados de corpo em resposta às mudanças ambientais diferentes, e este controle é tipicamente representado como alterações no ritmo cardíaco, ritmo respiratório e contrações musculares. No entanto, poucos estudos têm testado como fatores fisiológicos periféricos estão associados com atividade cortical. Para resolver esse problema, um método de gravação em grande escala para monitoramento bio-sinais elétrica de tecidos centrais e periféricos é necessário. No córtex cerebral, os sinais do campo local potenciais (LFP) registam-se extracelularmente por eletrodos que são inseridos os tecidos corticais1,<....

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Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo assuntos animais foram realizados de acordo com as diretrizes do NIH para o cuidado e o uso de animais.

1. preparação da matriz de Microunidade Integrativa

  1. Crie uma matriz de micro-drive para gravações de LFP corticais como descrito em outra parte1,2,3. Deixe pelo menos 6 furos metais abertos sobre uma placa de interface de eletrodo (BEI) para uso como canais de ECG/EMG/BR que estão ligados a fios bioflex, conforme descrito no ponto 1.2.
  2. Cortar um fio de bioflex para 6 peças com comprimentos de ....

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Resultados

Esse método pode capturar simultaneamente sinais bioelétricos de múltiplos órgãos que representam a atividade neuronal do cérebro, frequência cardíaca, respiração, ritmo e contrações do músculo esquelético (Figura 1). Figura 4 fornece dados de gravação representativo de um rato livremente movente que foi livremente forrageamento em uma caixa retangular (25 × 40 cm2). O conjunto de dados de exemplo incl.......

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Discussão

Para entender como o cérebro modula os níveis de atividade periférica e vice versa, em grande escala gravação métodos para capturar simultaneamente bio-sinais elétrica de várias áreas do corpo são necessárias. Este estudo descreveu um procedimento cirúrgico e um sistema de gravação para monitoramento de potenciais de campo local cerebral, cardíaca, a magnitude da construção muscular e as taxas respiratórias, que foram melhoradas em um sistema de gravação que é usado para gravações extracelulares no tecido cerebral. Este .......

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Divulgações

Os autores não têm nada para divulgar.

Agradecimentos

Este trabalho foi apoiado pela Kaken-Oi (17 H 05939; 17 H 05551), a Fundação Nakatomi e o Suzuken Memorial Foundation.

....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Fio de Conexão FEP Encalhado em Aço Inoxidável Cooner Wire Company, Chatsworth, CAAS 633Bioflex wire
EIB-36-PTBNeuralynx, Inc., Bozeman, MTEIB-36-PTB
EIB Cereplex  MBlackrock  Microsystems, Salt Lake City, UTPalco digital
Cereplex Direct Rocha Negra Microsystems, Salt Lake City, UTSistema de aquisição de dados
UEW fio de ímã de poliuretano Oyaide.com, Tóquio, JapãoUEW 0.14mm 20m Fio de esmalte
SD-102Narishige, Tóquio, JapãoSD-102Furadeira de alta velocidade
Minimo ONE SERIES ver.2Minitor Co.,Ltd, Tóquio, JapãoC2012Furadeira de alta velocidade Fonte de Alimentação 
Provinice 250 mLShofu Inc., Kyoto, Japão213620136Cimento dentário
para pequenos animais Anestesizante Biomachinery, Chiba, JapãoTK-7Anestesista 
Cloridrato de buprenorfinaSigma-Aldrich, St. Louis, MOB7536-1MLAnalgésico
IsofluranoDS Pharma Saúde Animal, Osaka, Japão Isoflu 250mL
Vaselina, Branca Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japão224-00165 Pomada veterinária
  Alginato de sódioNacalai tesque, Kyoto, Japão31131-85
Cloreto de Cálcio DihidratadoWako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japão031-00435 
Parafuso de aço inoxidável M1.0× 4.0 MonotaRO, Hyogo, Japão42617504Parafuso de aço inoxidável para eletrodos BR
Parafuso de aço inoxidável M1.4× 3.0MonotaRO, Hyogo, Japão42617687Parafuso de aço inoxidável para eletrodos e âncoras g/r

Referências

  1. Kloosterman, F., et al. Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication. JoVE. (26), e1094(2009).
  2. Nguyen, D. P., et al. Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly. Journal of Visualized Experiments : JoVE

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Reimpressões e permissões

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