Summary
Vi visar kirurgiska implantation och inspelning förfaranden för att mäta visuella elektrofysiologiska signaler från ögat (elektroretinogram) och hjärna (visuell evoked potential) hos råttor vid medvetande, vilket är mer analogt med det mänskliga tillståndet där inspelningar görs utan bedövning blandar ihop.
Abstract
Den fullständiga fält elektroretinogram (ERG) och visuellt framkallat potential (VEP) är användbara verktyg för att bedöma retinal och visuella vägen integritet i både laboratorie- och kliniska miljöer. För närvarande är prekliniska ERG och VEP mätningar utfördes med anestesi att säkerställa stabila elektrodplaceringar. Emellertid har mycket närvaro av anestesi visats förorena normala fysiologiska responser. För att övervinna dessa anestesi blandar ihop, utvecklar vi en ny plattform för att analysera ERG och VEP i råttor vid medvetande. Elektroder inopererade under conjunctivally på ögat för att analysera ERG och epiduralt över syncentrum för att mäta VEP. En rad amplitud och känslighet / tidsparametrar analyseras för både ERG och VEP öka självlysande energier. ERG och VEP signaler visas sig vara stabil och repeterbar under åtminstone 4 veckor efter kirurgisk implantation. Denna förmåga att spela ERG och VEP signaler utan bedövning confounds i prekliniska sKomma bör ge överlägsen översättning till kliniska data.
Introduction
ERG och VEP är minimalt invasiva in vivo verktyg för att bedöma integriteten av retinala och visuella vägar respektive i både laboratoriet och kliniken. Den fullständiga fält ERG ger en karakteristisk vågform som kan brytas ner i olika komponenter, med varje element representerar olika cellklasser näthinnans vägen 1,2. Den klassiska fullständiga fältet ERG vågform består av en initial negativ lutning (a-vågen), vilket har visat sig representera fotoreceptoraktivitet inlägget ljusexponering 2-4. A-vågen följs av en betydande positiv vågform (b-vågen) som avspeglar elektrisk aktivitet i medel näthinnan, främst de ON-bipolära celler 5-7. Dessutom kan man variera ljusenergi och inter stimulus-intervall för att isolera kon från stav svar 8.
Blixten VEP representerar elektriska potentialerna syncentrum och hjärnstammen som svar på näthinnan ljus stimulering9,10. Denna vågform kan delas upp i tidiga och sena komponenter, med den tidiga komponenten reflekterande aktivitet av nervceller i Retino-geniculo-striate väg 11-13 och den sena komponenten representerar kortikala behandlingen som utförs i olika V1 lamellerna hos råttor 11,13. Därför samtidig mätning av ERG och VEP returnerar omfattande bedömning av de strukturer som deltar i den visuella vägen.
För närvarande, för att spela in elektrofysiologi i djur, är anestesi används för att möjliggöra en stabil placering av elektroderna. Det har gjorts försök att mäta ERG och VEP i medvetna råttor 14-16 men dessa studier användes en fast installation, som kan vara besvärligt och kan leda till djur stress genom att begränsa djurförflyttningar och naturliga beteende 17. Med de senaste framstegen inom trådlös teknik, inklusive förbättrad miniatyrisering och batteritid, är det nu möjligt att genomföra en telemetri strategi för ERG end VEP inspelning, minskar stress i samband med trådbundna inspelningar och förbättra lång sikt. Fullt interna stabila implantationer av telemetri sonder har visat sig vara framgångsrik för kronisk övervakning av temperatur, blodtryck 18, aktivitet 19 liksom elektroencefalografi 20. Sådana tekniska framsteg kommer också att hjälpa med repeterbarhet och stabilitet vid medvetande inspelningar, öka plattformens verktyg för kroniska studier.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Etik uttalande: Djurförsök genomfördes i enlighet med den australiensiska koden för skötsel och användning av djur för vetenskapliga ändamål (2013). Djuretik godkännande erhölls från Animal etikkommitté, University of Melbourne. Materialen häri är för laboratorieförsök, och inte är avsedda för medicinskt eller veterinärt bruk.
1. Förbereda Elektroder
Obs: Tre kanalsändare används för kirurgisk implantation som möjliggör två ERG och en VEP inspelning ska genomföras samtidigt. De tre aktiva och tre inaktiva elektroderna behöver i förväg formas till en ringform före implantation för att fästa till ögat. För identifiering, har tillverkaren medföljande aktiva elektroder i hälften vit, halv färgade plasthöljen medan inaktiva elektroder är täckta i sin helhet färgade höljen. Jordelektroden (klar plasthölje) lämnas oförändrad. För alla aktiva och inaktiva elektrhyllningar beteende steg 1,1, 1,2, 1,3 och 1,7.
- Tvinnas dubbelsträngade rostfritt stål elektrod med två fina tippade tång.
- Trimma en av strängarna av rostfritt stål (ca 1 cm från spetsen), vilket ger en enda längre rak tråd kvar för att forma ringelektroden.
- Vika enkelsträngen av rostfritt stål tillbaka på sig själv och vridning, som bildar en mjuk ring vid spetsen på elektroden.
- För ERG aktiva elektroder mode denna loop ~ 0,2 - 0,5 mm i diameter genom att vrida basen av slingan (för det ändamål som beskrivs här, forma två aktiva elektroder på det här sättet att spela ERG från båda ögonen), och för ERG inaktiv och VEP elektroder gör diameter loop ~ 0,8 mm diameter (i det här exemplet, gör detta för en aktiv VEP elektrod och alla tre inaktiva elektroder).
- Haka den cirkulära VEP aktiva elektroden runt en skruv av rostfritt stål (diameter 0,7 mm, längd 3 mm) så elektroden vilar mot skruvhuvudet.
- Hook 3 inaktiva elektroder (2 ERG, en VEP) runt en andra rostfri skruv stål (diameter 0,7 mm, längd 3 mm).
- Dra plasthylsa framsteg under de vassa ändarna av de två rostfria stålsträngen för att minska irritation.
- Sterilisera telemetrisändare genom blötläggning i 2% glutaraldehyd under mer än 10 h vid ca 25 ° C. Skölj sedan sändaren med steril koksaltlösning 3 gånger.
2. Sändare Implantation
- djur~~POS=TRUNC
- Desinficera kirurgiska området före experimentering genom att rengöra med 70% etanol. Autoklav all kirurgisk utrustning före användning och underhålla utrustning i klorhexidin när den inte används under operation. Täck djuret med ett operationslakan under operation för att bibehålla en steril miljö. Se till att alla praktiker bär munskydd, sterila handskar och kappor.
- Inducera anestesi med 1,5 till 2% isofluran, vid en flödeshastighet av 3 L / min och upprätthålnieras på 1.5 - 2% vid 2 L / min under hela operationen. Bekräfta tillräckligt djup av anestesi genom frånvaron av en pedal reflex på klämma muskeln mellan tårna.
- Rakar en 40 mm x 30 mm område över buken ovanifrån ljumsken till bröstbenet.
- Raka en 30 mm x 20 mm område över pannan, bakre för ögonen och främre till öronen.
- Desinficera två rakade områden. För pannan området desinficera med 10% povidonjod tre gånger (undvika användning av alkoholbaserade antiseptiska medel för område nära ögat, är förenlig med Standard of Practice fastställts av Föreningen för kirurgiska Technologists). Över buken desinficera med 10% povidonjod och 70% etanol.
- Applicera en droppe proximetakain på hornhinnan för ytterligare lokal anestesi.
- Applicera en droppe av natriumkarboximetylcellulosa till hornhinnan för att förhindra uttorkning av ögonen.
- kirurgisk implantation
- Gör en 10 mm snittpå huvudet längs den vertikala mittlinjen mellan öronen med ett kirurgiskt skalpell.
- Göra en 5 mm snitt på buken genom huden skiktet längs mittlinjen under bröstbenet.
- Tunnel en 5 mm kanyl diameter subkutant från buken snitt i huvudet snittet.
- Mata elektrodtrådarna (3 aktiva och tre inaktiva) av sändaren genom kanylen från buken mot huvudet.
- Lämna referenselektroden med bassändaren och täcka elektrodspetsen med aseptisk gasväv.
- Täck elektrodspetsarna (3 aktiva och tre inaktiva) med aseptisk gasbinda.
- Säkra råttans huvud till en stereotaktisk plattform.
- Förlänga pannan incision till 30 mm i längd med kirurgisk sax.
- Exponera operationsområdet genom att dra tillbaka lös hud med 2 suturer (3 - 0) vid ~ 3 och 09:00.
- Skrapa bort benhinnan överliggande skallen med steriliserad gasbinda för att exponera bregma, lambda och mittlinjen suturer. Borra två hål genom skallen på VEP aktiv (7 mm ventrala att bregma 3 mm lateralt mittlinjen) och inaktiv (5 mm rostralt till bregma på mittlinjen) stereotaktiska koordinater.
- Fäst VEP aktiva och inaktiva elektroder med förmonterad skruvar av rostfritt stål (diameter 0,7 mm, längd 3 mm) och skallen med en liten skruvmejsel till ~ 1 mm på djupet i premade hålen. Detta förankrar skruven till benet utan att skada den underliggande kortikal vävnad.
- Att implantera de ERG aktiva elektroderna använda en 8-0 sutur för att tillfälligt dra tillbaka det övre ögonlocket.
- Sätt en 16 till 21 G kanyl subkutant bakom ögat genom den överlägsna konjunktival fornix.
- Ta bort den vägledande kanylen.
- Mata den aktiva elektroden genom den förkortade plastkateter från pannan mot ögat. Ta sedan bort plastkateter.
- Använda en temporär sutur (8-0), vilken är gängad genom elektrodslingan, för att förhindra de eleckörde över från återdragning tillbaka in i tunneln.
- Gör en 0,5 mm snitt på den överlägsna bindhinna klockan 12, 1 mm bakom limbus. Använd trubbig dissektion för att exponera den underliggande sklera.
- Implantera en 8-0 eller 9-0 sutur omedelbart bakom limbus vid halv skleral tjocklek.
- Ta tillfällig sutur från ERG aktiva elektroden.
- Förankra ERG aktiva elektroden till halv skleral tjocklek sutur genom att knyta 3 på varandra följande knutar säkerställer spetsen på elektroden ligger nära limbus.
- Stäng konjunktival luckan med en till två avbrutna suturer (8 - 0 till 9 - 0). Säkerställa att bindhinnan helt täcker ERG elektroden för att förbättra komforten.
- Ta bort ögonlocket dras tillbaka sutur.
- Upprepa proceduren för den kontralaterala ögat.
- Applicera cyanoakrylat gel över skallen för att säkra alla rostfria skruvar och elektrodtrådar. Se till att ERG aktiva elektroderna inte dras för hårt innan du kan sätta enbara ögonrörelser.
- Stäng sår i huvudet med ett icke-absorber 3-0 sutur.
- Rotera gnagare att exponera buken. Förläng buken huden snitt till 40 mm längs linea alba med kirurgisk sax.
- Gör en 35 mm snitt genom den inre muskelväggen att exponera inre bukhålan.
- Med hjälp av två suturer (3 - 0) fästa sändaren kroppen till djurets högra sidan inner bukväggen. Undvik kontakt levern.
- Loop jordelektroden och säker i denna form med en sutur (3-0). Placera den fritt svävande i bukhålan.
- Stäng bukhinnan med hjälp av en kontinuerlig sutur (3-0).
- Stäng snittet huden med avbrutna suturer (3 - 0).
- Postoperativ vård
- Övervaka djuret tills den har återfått tillräcklig medvetenhet för att upprätthålla sternala VILA. Hus djuret ensamma efter operationen.
- administrera carprofen subkutant för analgesi (5 mg / kg) en gång per dag under 4 dagar.
- Lägga profylaktiska orala antibiotika (Enrofloxin, 5 mg / kg) till dricksvattnet under 7 dagar efter operation.
- Applicera en antiinflammatorisk salva för att huden snitt platser för att minska irritation för de första 7 dagarna efter operationen.
3. Conduct ERG och VEP Recordings i råttor vid medvetande
- Mörk anpassa djur för 12 timmar före ERG och VEP inspelningar
- Genomföra alla experimentella manipulationer vid dåliga röd belysning (17,4 cd.m -2, λ max = 600 nm)
- Tillämpa topisk anestesi (0,5% proximetakain) och dilating (0,5% tropikamid) sjunker till hornhinnan.
- Guide den medvetna gnagare i en skräddarsydd, klart som hindrar.
Obs: Längden på detta plaströr kan justeras för att rymma olika stora råttor med den totala diametern fastställts till 60 mm. Den främre änden av anordningen är avsmalnande för att minimera huvud mobättring och innehåller perforeringar för att möjliggöra normal andning. Denna avsmalnande front tillåter inriktning och stabilisering av råttans huvud och ögon för öppnandet av Ganzfeld sfären. Notera att gnagare har vant sig vid restrainer (3 till 5 gånger) före operation. - Placera gnagare framför Ganzfeld skål med ögonen i linje med öppningen av skålen.
- Slå på inneboende sändare genom att föra en magnet inom ~ 5 cm från sändaren. Kontrollera att sändaren är på genom att kontrollera LED statuslampan på mottagaren bas.
- Samla in signaler över ett område av självlysande energier (dvs -5,6 till 1,52 log cd.sm -2) såsom beskrivits tidigare 21. I korthet, i genomsnitt fler signaler vid dimmer ljusnivåer (~ 80 upprepningar) och mindre på de ljusare ljusenergierna (~ 1 rapport). Så småningom förlänga interstimulus intervallet från 1 till 180 sekunder från dimmest till den ljusaste ljusnivån.
- Att isolera ERG stavenoch kon svar använder en dubbel-flash paradigm 8. Till exempel, initiera två blinkar 1,52 log cd.sm -2 med 500 ms mellan stimulus intervall däremellan.
- För att spela in VEP signaler, i genomsnitt 20 upprepningar på ljusare ljusenergierna (dvs. 1,52 log cd.sm -2, 5 sek mellan stimulus intervall).
- För att utvärdera implantatets stabilitet, som bedöms av signal varierar över tiden, utföra ERG och VEP inspelningar 7, 10, 14, 21 och 28 dagar efter operationen.
- Efter försöksperioden, avliva råttorna via intrakadriell injektion av pentobarbiturate (1,5 ml / kg) efter ketamin: xylazin anestesi (12: 1 mg / kg).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Fotoreceptorsvar analyseras genom att montera en fördröjd Gauss till framkanten av den första fallande delen av ERG svar på de översta 2 lysande energier (1,20, 1,52 log csm -2) för varje djur, baserat på modellen av lamm och Pugh 22, utarbetat av Hood och Birch 23. Denna formel returnerar en amplitud och en känslighetsparameter (Figur 1C och 1D, respektive). En hyperbolisk funktion anpassades till ljusenergin svar stav bipolära celler för varje djur, vilket också återvände en amplitud och en känslighetsparameter (figur 1E och 1F respektive). Cone bipolär cell amplitud analyserades som maximal känslighet av vågformen (översta vågformen i figur 1A och 1B), med implicit tid det tar som den tid det tog att nå maximal känslighet. För ytterligare information se Charng et al 24.
Figur 1A och B visar ERG vågform ± SEM (n = 8) i råttor vid medvetande vid dag 7 och 28 efter operationen. Vågformerna verkar vara något större vid dag 28 jämfört med dag 7, men linjär blandad modell analys avslöjade ingen signifikant engångseffekt (p = 0,14 till 0,67) för ljusmätare (mörk anpassad PIII) amplitud (Figur 1C) och känslighet (figur 1D ); stång bipolär cell (mörk anpassad PII) amplitud (figur 1E) och känslighet (figur 1F); kon bipolär cell (ljus anpassad PII) amplitud (figur 1G) och implicit tid (figur 1H). På liknande sätt, VEP vågformsdata SEM (n = 8, figur 2A) förefaller jämförbara vid 7 och 28 dagar efter operation, med amplitud (figur 2B och 2C) och tidpunkten (Figur 2D - 2F) parametrarvisar ingen signifikant engångseffekt (p = 0,20 till 0,93). Dessa resultat indikerar robust ERG och VEP signal stabilitet.
Genomsnittliga signal-till-brus (SNR, n = 8) förhållande av både ERG (figur 3A) och VEP (figur 3B) return god stabilitet under de fem medvetna inspelningssessioner. I detta scenario är ERG signal definieras som som amplituden av ERG P2 svar medan buller är den maximala topp till botten amplituden beräknas från en 10 msek före stimulus intervall. I VEP är P2-N1 amplitud betraktas som signalen medan buller också returneras av topp till botten av 10 msek före stimulus intervall. Det fanns ingen signifikant engångseffekt över SNR både ERG och VEP (p = 0,49 och 0,62 respektive).
Figur 1: Conscious Electroretinograms Exhibit Characteristic Vågformer och repeterbara mätningar (A - B). ERG vågformer ± SEM (n = 8) över ett brett spektrum av ljusenergierna vid dag 7 (A) och 28 (B) efter operation. (CF) Rod och kon ERG parametrar avsatt mot tiden efter implantation. Rod (mörk anpassad PIII) photoreceptoral amplitud (C) och känslighet (D), stav bipolär cell (mörk anpassad PII) amplitud (E) och känslighet (F), och kon bipolär cell (ljus anpassad PII) amplitud (G ) och implicit tid (H) visade alla stabil inspelningar över 5 sessioner. Alla symboler indikerar medelvärde (± SEM). Denna siffra har modifierats Charng et al. 24 Figur 4. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: Conscious Visual framkallade potentialer uppvisar karakteristiska vågformer och repeterbara mätningar (A) VEP vågformer ± SEM (n = 8) ritas på dag 7 och 28 efter operation.. (B - F) VEP amplitud och tidsparametrar bedöms över en månad efter implantation. P1-N1 (B) och P2-N1 (C) amplitud liksom P1 (D), N1 (E) och P2 (F) implicita tidsparametrar var alla stabila över 5 inspelningar. Alla symboler indikerar medelvärde (± SEM). Denna siffra har modifierats Charng et al. 24 Figur 6. Klicka här för att se en större version av denna siffra. INNEHÅLL "fo: keep-together.within-page =" 1 ">
Figur 3:. Telemetrisystemet påvisar stabil signal-brusförhållande med tiden blev Förhållandet signal-brus av (A) ERG och (B) VEP inte signifikant över tiden (n = 8). Alla symboler indikerar medelvärde (± SEM). Denna siffra har modifierats Charng et al. 24 Figur S1. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
På grund av den minimalinvasiv karaktär visuell elektro är ERG och VEP inspelningar i humanpatienter genomförs under medvetna förhållanden och endast kräver användning av lokalbedövningsmedel för elektrodplacering. Däremot är visuell elektro i djurmodeller konventionellt utförs under narkos för att möjliggöra en stabil elektrodplacering genom att eliminera frivilliga ögon och kroppsrörelser. Men vanligen använda narkos ändra ERG och VEP svar som framgår av vår tidigare publikation 24 och andra 25-27. Som sådan utveckling av en medveten ERG och VEP plattform i en gnagare modell ger överlägsen representation av fysiologiska reaktioner i djurmodeller, vilket i sin tur har råd bättre översättbarhet från preklinisk till kliniska fynd. En annan nackdel med att använda anestesi är att den begränsar varaktigheten av ett experiment. Mer specifikt, användningen av längre anestesi samt upprepade administranson av narkosmedel kan öka risken för biverkningar såsom läkemedels bygga upp och tillhörande andningsproblem 28.
Denna studie visade att telemetrisystemet i medvetna råttor återvände robust ERG och VEP signalstabilitet under minst 28 dagar efter operationen. Vår grupp är den första att göra medvetna trådlösa ERG och VEP svar samtidigt 24 och detta manuskript beskriver de kirurgiska och inspelning förfarandena. Jämförelse med andra kirurgiska ingrepp som utförs med trådbunden medvetna ERG och VEP inspelningar visar överlägsen stabilitet i ERG och motsvarande repeterbarhet i VEP inspelningar under en 1-månadersperiod 15.
De kirurgiska tekniker och efterföljande medvetna inspelningar har potential som skall tillämpas på olika djurmodeller. Plattformen har potentiell användbarhet vid flera tillämpningar där det är fördelaktigt att undvika blandar ihop i samband med anestesi 29. dessa inklude läkemedelsutveckling, förbättrad översättning till humanstudier och kronisk eller längsgående experiment.
Eventuella ändringar i tekniken innefattar en ändring av antalet biopotential kanaler implanterade och samtidigt registreras. Detta kan variera från 1 till 4 biopotential leder och därmed kunde mäta visuellt framkallat elektro från mellan ett öga till två ögon och 2 visuella cortex. Observera att ändringen av antalet biopotentialer kanaler leder också till ändring av bandbredden registreras som kommer att få konsekvenser för högfrekventa elektrofysiologiska signaler. Till exempel tre kanal biopotential sändare som används i denna studie (F50-EEE) valdes för att visa att det är möjligt att samtidigt spela in visuellt framkallade svar från näthinnan och syncentrum av en medveten råtta. Dessa 3 kanalsändare har en bandbredd på 1 - 100 Hz, som troget kan spela ERG a- och b-vågor, men kommer att förändra oscillerande potential på grund av their högre frekvens 24. I motsats, om det var av intresse för studien för att spela in svängnings potentialer sedan en sändare med mindre inspelningskanaler (dvs bredare band-bredd) kan användas. Det är också möjligt för den Ijusstimulus skall ändras, till exempel i stället för att genomföra full fält ERG och VEP, visuell fysiologi som svar på flimmer stimuli kan också utnyttjas.
En huvudsaklig begränsning i att översätta denna teknik till andra djurmodeller är storleken på djurets öga. Man bör inte ha några problem att implantera de okulära elektroderna till djur större än råttor. Emellertid skulle det vara svårt att implantera ERG elektroden på en mus öga på grund av den mindre arbetsyta. Det kortikala implantation, å andra sidan, bör vara relativt enkelt att utföra i de flesta laboratoriedjur.
Det finns flera aspekter av operation som måste observeras noggrant för att säkerställa ett framgångsrikt implantation. Det är absolut nödvändigt att ERG elektrodring formas till en slät ring på grund av irritation som kan induceras genom eventuella ojämna kanter på slingan. Implantation av ERG aktiva elektroder underlättas av två samtidiga praktiker, att en stabilisering av ögat medan den andra fäster elektroden till sklera. Särskild försiktighet måste vidtas för att säkerställa den sklerala suturen (2.2.19) är bara halva tjocklek, som en fullständig tjocklek skleral sutur kommer punktera ögongloben och orsaka glaskroppen läckage. Implantation av elektroder på skallen (VEP aktiv och ERG / VEP inaktiva elektroder) är mindre tekniskt krävande än för ERG elektroder. Icke desto mindre är det absolut nödvändigt att när elektroderna är förankrade till skallen är trådarna tillåts uncurl naturligt att minska alla onödiga spänningar. Acklimatisering till inspelningsrainer före kirurgisk implantation är fördelaktigt att minska överdrivna rörelser under ERG och VEP inspelningar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bioamplifier | ADInstruments | ML 135 | Amplifies ERG and VEP signals |
| Carboxymethylcellulose sodium 1.0% | Allergan | CAS 0009000-11-7 | Maintain corneal hydration during surgery |
| Carprofen 0.5% | Pfizer Animal Health Group | CAS 53716-49-7 | Post-surgery analgesia, given with injectable saline for fluid replenishment |
| Chlorhexadine 0.5% | Orion Laboratories | 27411, 80085 | Disinfection of surgical instrument |
| Cyanoacrylate gel activator | RS components | 473-439 | Quickly dries cyanoacrylate gel |
| Cyanocrylate gel | RS components | 473-423 | Fix stainless screws to skull |
| Dental burr | Storz Instruments, Bausch and Lomb | E0824A | Miniature drill head of ~ 0.7 mm diameter for making a small hole in the skull over each hemisphere to implant VEP screws |
| Drill | Bosch | Dremel 300 series | Automatic drill for trepanning |
| Enrofloxin | Troy Laboratories | Prophylactic antibiotic post surgey | |
| Ganzfeld integrating sphere | Photometric Solutions International | Custom designed light stimulator: 36 mm diameter, 13 cm aperture size | |
| Gauze swabs | Multigate Medical Products Pty Ltd | 57-100B | Dries surgical incision and exposed skull surface during surgery |
| Isoflurane 99.9% | Abbott Australasia Pty Ltd | CAS 26675-46-7 | Proprietory Name: Isoflo(TM) Inhalation anaaesthetic. Pharmaceutical-grade inhalation anesthetic mixed with oxygen gas for VEP electrode implant surgery |
| Kenacomb ointment | Aspen Pharma Pty Ltd | To reduce skin irritation and itching after surgery | |
| Luxeon LEDs | Phillips Lighting Co. | For light stimulation, twenty 5 W and one 1 W LEDs, controlled by Scope software | |
| Needle (macrosurgery) | World Precision Instruments | 501959 | for suturing abdominal and head surgery, used with 3 - 0 suture, eye needle, cutting edge 5/16 circle Size 1, 15 mm |
| Needle holder (macrosurgery) | World Precision Instruments | 500224 | To hold needle during abdominal and head surgery |
| Needle holder (microsurgery) | World Precision Instruments | 555419NT | To hold needle during ocular surgery |
| Optiva catheter | Smiths Medical International LTD | 16 or 21 G | Guide corneal active electrodes from skull to conjunctiva |
| Povidone iodine 10% | Sanofi-Aventis | CAS 25655-41-8 | Proprietory name: Betadine, Antiseptic to prepare the shaved skin for surgery 10%, 500 ml |
| Powerlab data acquisition system | ADInstruments | ML 785 | Acquire signal from telemetry transmitter, paired to telemetry data converter |
| Proxymetacaine 0.5% | Alcon Laboratories | CAS 5875-06-9 | Topical ocular analgesia |
| Restrainer | cutom made | Front of the restrainer is tapered to minimize head movement, length can be adjusted to accommodate different rat length, overall diameter is 60 mm. | |
| Scapel blade | R.G. Medical Supplies | SNSM0206 | For surgical incision |
| Scissors (macrosurgery) | World Precision Instruments | 501225 | for cutting tissue on the abodmen and forhead |
| Scissors (microsurgery) | World Precision Instruments | 501232 | To dissect the conjunctiva for electrode attachment |
| Scope Software | ADInstruments | version 3.7.6 | Simultaneously triggers the stimulus via the ADI Powerlab system and collects data |
| Shaver | Oster | Golden A5 | Shave fur from surgical areas |
| Stainless streel screws | MicroFasteners | L001.003CS304 | 0.7 mm shaft diameter, 3 mm in length |
| Stereotaxic frame | David Kopf | Model 900 | A small animal stereotaxic instrument for locating the implantation landmarks on the skull |
| Surgical drape | Vital Medical Supplies | GM29-612EE | Ensure sterile enviornment during surgery |
| Suture (macrosurgery) | Ninbo medical needles | 3-0 | for suturing abdominal and head surgery, sterile silk braided, 60 cm |
| Suture needle (microsurgery) | Ninbo medical needles | 8-0 or 9-0 | for ocular surgery including, suturing electrode to sclera and closing conjunctival wound, nylon suture, 3/8 circle 1 × 5, 30 cm |
| Telemetry data converter | DataSciences International | R08 | allows telemetry signal to interface with data collection software |
| Telemetry Data Exchange Matrix | DataSciences International | Gathers data from transmitters, pair with receiver | |
| Telemetry data receiver | DataSciences International | RPC-1 | Receives telemetry data from transmitter |
| Telemetry transmitter | DataSciences International | F50-EEE | 3 channel telemetry transmitter |
| Tropicamide 0.5% | Alcon Laboratories | Iris dilation | |
| Tweezers (macrosurgery) | World Precision Instruments | 500092 | Manipulate tissues during abdominal and head surgery |
| Tweezers (microsurgery) | World Precision Instruments | 500342 | Manipulate tissues during ocular surgery |
References
- Frishman, L. J. Origins of the Electroretinogram. , The MIT Press. (2006).
- Granit, R. The components of the retinal action potential in mammals and their relation to the discharge in the optic nerve. J Physiol. 77, 207-239 (1933).
- Brown, K. T. The eclectroretinogram: its components and their origins. Vision Res. 8, 633-677 (1968).
- Brown, K. T., Murakami, M. Biphasic Form of the Early Receptor Potential of the Monkey Retina. Nature. 204, 739-740 (1964).
- Kline, R. P., Ripps, H., Dowling, J. E. Generation of b-wave currents in the skate retina. Proc Natl Acad Sci U S A. 75, 5727-5731 (1978).
- Krasowski, M. D., et al. Propofol and other intravenous anesthetics have sites of action on the gamma-aminobutyric acid type A receptor distinct from that for isoflurane. Mol Pharmacol. 53, 530-538 (1998).
- Stockton, R. A., Slaughter, M. M. B-wave of the electroretinogram. A reflection of ON bipolar cell activity. J Gen Physiol. 93, 101-122 (1989).
- Nixon, P. J., Bui, B. V., Armitage, J. A., Vingrys, A. J. The contribution of cone responses to rat electroretinograms. Clin Experiment Ophthalmol. 29, 193-196 (2001).
- Weinstein, G. W., Odom, J. V., Cavender, S. Visually evoked potentials and electroretinography in neurologic evaluation. Neurol Clin. 9, 225-242 (1991).
- Sand, T., Kvaloy, M. B., Wader, T., Hovdal, H. Evoked potential tests in clinical diagnosis. Tidsskr Nor Laegeforen. 133, 960-965 (2013).
- Brankack, J., Schober, W., Klingberg, F. Different laminar distribution of flash evoked potentials in cortical areas 17 and 18 b of freely moving rats. J Hirnforsch. 31, 525-533 (1990).
- Creel, D., Dustman, R. E., Beck, E. C. Intensity of flash illumination and the visually evoked potential of rats, guinea pigs and cats. Vision Res. 14, 725-729 (1974).
- Herr, D. W., Boyes, W. K., Dyer, R. S. Rat flash-evoked potential peak N160 amplitude: modulation by relative flash intensity. Physiol Behav. 49, 355-365 (1991).
- Guarino, I., Loizzo, S., Lopez, L., Fadda, A., Loizzo, A. A chronic implant to record electroretinogram, visual evoked potentials and oscillatory potentials in awake, freely moving rats for pharmacological studies. Neural Plast. 11, 241-250 (2004).
- Szabo-Salfay, O., et al. The electroretinogram and visual evoked potential of freely moving rats. Brain Res Bull. 56, 7-14 (2001).
- Valjakka, A. The reflection of retinal light response information onto the superior colliculus in the rat. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 245, 1199-1210 (2007).
- Lapray, D., Bergeler, J., Dupont, E., Thews, O., Luhmann, H. J. A novel miniature telemetric system for recording EEG activity in freely moving rats. J Neurosci Methods. 168, 119-126 (2008).
- Lim, K., Burke, S. L., Armitage, J. A., Head, G. A. Comparison of blood pressure and sympathetic activity of rabbits in their home cage and the laboratory environment. Exp Physiol. 97, 1263-1271 (2012).
- Nguyen, C. T., Brain, P., Ivarsson, M. Comparing activity analyses for improved accuracy and sensitivity of drug detection. J Neurosci Methods. 204, 374-378 (2012).
- Ivarsson, M., Paterson, L. M., Hutson, P. H. Antidepressants and REM sleep in Wistar-Kyoto and Sprague-Dawley rats. Eur J Pharmacol. 522, 63-71 (2005).
- He, Z., Bui, B. V., Vingrys, A. J. The rate of functional recovery from acute IOP elevation. Invest Ophthalmol Vis Sci. 47, 4872-4880 (2006).
- Lamb, T. D., Pugh, E. N. A quantitative account of the activation steps involved in phototransduction in amphibian photoreceptors. J Physiol. 449, 719-758 (1992).
- Hood, D. C., Birch, D. G. Rod phototransduction in retinitis pigmentosa: estimation and interpretation of parameters derived from the rod a-wave. Invest Ophthalmol Vis Sci. 35, 2948-2961 (1994).
- Charng, J., et al. Conscious wireless electroretinogram and visual evoked potentials in rats. PLoS Onez. 8, e74172 (2013).
- Galambos, R., Szabo-Salfay, O., Szatmari, E., Szilagyi, N., Juhasz, G. Sleep modifies retinal ganglion cell responses in the normal rat. Proc Natl Acad Sci U S A. 98, 2083-2088 (2001).
- Meeren, H. K., Van Luijtelaar, E. L., Coenen, A. M. Cortical and thalamic visual evoked potentials during sleep-wake states and spike-wave discharges in the rat. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 108, 306-319 (1998).
- Nair, G., et al. Effects of common anesthetics on eye movement and electroretinogram. Doc Ophthalmol. 122, 163-176 (2011).
- Amouzadeh, H. R., Sangiah, S., Qualls, C. W. Jr, Cowell, R. L., Mauromoustakos, A.
- Charng, J., et al. Retinal electrophysiology is a viable preclinical biomarker for drug penetrance into the central nervous system. J Ophthalmol. , (2016).
