Bu iletişim kuralı ortak yerelleştirilmiş elektroansefalografi (EEG) ve multi-Laminer yerel alan bir imzalat köstebeğiyle potansiyel eşzamanlı kayıt için basit bir yöntem açıklanır. Bir elektrot yerleştirilmesi için kafatası delinen burr deliği EEG sinyal önemsiz bozulma üretmek için gösterilir.
Elektroansefalografi (EEG) Beynin sinirsel faaliyetleri kaydetmek için bir non-invaziv teknik olarak yaygın olarak kullanılmasına rağmen EEG neurogenesis anlayışımızı hala çok sınırlıdır. Bir multi-Laminer elektrot ile kaydedilen yerel alan potansiyelleri (LFPs) arasında yeni korteksimiz kortikal farklı katmanlarda eşzamanlı sinirsel aktivite daha ayrıntılı hesabını sağlayabilirsiniz, ancak invaziv bir tekniktir. EEG ve LFP ölçüm sonuçları önceden klinik manken birleştirerek büyük ölçüde sinirsel mekanizmalar EEG sinyallerini üretimi dahil anlayışı geliştirmek ve EEG bir daha gerçekçi ve biyolojik olarak doğru matematiksel model türetme kolaylaştırmak. Eşzamanlı ve ortak yerelleştirilmiş EEG ve multi-Laminer LFP sinyalleri imzalat kemirgen kazanılması için basit bir prosedür burada sunulmaktadır. Biz de EEG sinyallerinin bir elektrot yerleştirilmesi için kafatası delinen burr deliği tarafından önemli ölçüde etkilendi olup olmadığını araştırdık. Sonuçlarımız burr deliği EEG kayıtları ihmal edilebilir bir etkisi sahip olduğunu düşündürmektedir.
Genel olarak LFPs microelectrodes yolu ile öncelikle kaydedilen yerel piramit sinirsel nüfus1,2,3 eşitlenmiş eksitatör ve inhibitör sinaptik aktiviteleri ağırlıklı toplamı yansıtmak kabul , 4. son araştırma LFP sinyal profil uyarma ve inhibisyon5,6bileşenlerine ayrılmış gösterdi. LFP normalde invaziv bir yordam ölçülen, ancak, bu insan beyninin en çalışmaları için uygun değildir.
Öte yandan, EEG beyin elektriksel aktivitesinin ölçmek için non-invaziv bir tekniktir. Yaygın epilepsi gibi nörolojik hastalıkların belirli türleri için bir tanı aracı olarak ve insan bilişsel çalışmalarda bir araştırma aracı olarak kullanılır. Onun popülerlik rağmen yetersizlik onun zamansal profilleri temel sinir sinyalleri7,8,9açısından tam olarak yorumlamak için EEG bir büyük kısıtlamasıdır.
Giderek, matematiksel modeller EEG, beyin işlev10,11,12,13,14,15anlayışı geliştirmek için geliştirilmiştir. Varolan EEG modellerin çoğu dayalı EEG veri spektrum spontan aktivite sırasında çıkış frekans etki alanı özelliklerini tahmin modeli uygun olarak geliştirilen ve çok az EEG modelleri gerçekçi duyusal uyarılmış potansiyeller oluşturabilirsiniz. Bu bağlamda, EEG ve LFP eşzamanlı kayıtları önemli fikir ve kısıtlamaları EEG daha doğru matematiksel modelleri geliştirmek için sağlar.
Daha fazla EEG sinirsel kökenini keşfetmek eşzamanlı kayıtları için bu gereksinimi karşılamak için aynı anda EEG ve multi-Laminer LFP sinyalleri imzalat sıçan yeni korteksimiz içinde kaydetmek için bir metodoloji geliştirdi. Kurulum önceki eş zamanlı EEG/LFP çalışmalar primatlar16,17‘ yapılan benzer. Biz daha fazla delik ikili EEG kayıtları (Yani, bir burr deliği, diğer Yarımküre sağlam bir Yarımküre) yokluğunda, duyusal karşılaştırarak çevreleyen EEG kayıtları kafatasında ayrıntılarına burr deliği etkisini araştırdık uyarım. Sonuçlarımız eşzamanlı EEG/LFP kayıtları basit ve etkili, küçük EEG sinyal bozulma kafatası burr deliği ile yapılabilir olduğunu göstermek.
Bir isoflurane imzalat sıçan bıyık yastık stimülasyon cevaben co yerelleştirilmiş EEG ve LFP sinyallerin eşzamanlı kayıt için deneysel bir işlem anlatmıştık. Bir elektrot Yeni korteksimiz kafatasına delinmiş bir burr deliği ile uyumlu EEG örümcek elektrot bir açılış içine eklenir. Elektrot kafatası bir iletken tarafından güvenli hale ve yapışkan EEG23yapıştırın. Uyarıcı elektrotlar bıyık yastık kolaylıkla eklenen böylece burun konisi isoflurane yönetimi için kullanılan güncellenmiştir.
EEG hamur hamur ek uygulama için gerek kalmadan deneysel gün boyunca mükemmel elektriksel iletkenlik sağlarken örümcek elektrot kafatası için güvenli bir şekilde montaj etkili oldu. Yapıştırıcı tutkal iletken olmayan ve kafatası ve elektrot arasında çalıştırıyorsa, elektrot empedans artırabilir olarak kafatasında, örümcek elektrot çevre düzeltmek için istenmeyen kullanımı yerine. EEG Yapıştır şeklin burr deliği etrafında zordur ve zavallı EEG sinyaller de sonuçlanan deneyi sırasında kuru olabilir EEG jeli avantajları vardır.
Fareyi bir Faraday kafesinde yerleştirildi gibi elektriksel gürültü ortam nedeniyle büyük ölçüde zayıflatılmış. Ancak, bazen sinir sinyal hala oldukça gürültülü. Çoğu durumda, bu referans elektrot değil güvenli bir şekilde konumlandırılmış ve bu nedenle yeniden düzeltilmiş olması gereken veya daha fazla EEG tarafından neden oldu kullanılan Yapıştır. Başka bir ortak sorun uyarılmış LFP genlik içinde küçük idi. Bu uyarıcı elektrotlar tarafından aktive kortikal bölgesinin merkezinde konumlandırılmamış elektrot nedeniyle olabilir. Yerel nöronlar için daha fazla zarar verebilir, elektrot, yeniden eklemek yerine biz genellikle uyarıcı elektrotlar bulunduğu bıyık yastık LFP makul bir genlik kadar ayarlanabilir (> 3 mV) gözlenen.
Teknik sınırlamaları biri yoksul uzamsal çözünürlük 6 mm çapında örümcek elektrot. Bu büyük sıçan kafatası boyutu ile karşılaştırıldığında. Ne yazık ki, burada kullanılan örümcek elektrot en küçük satın almak kullanılabilir. Örümcek elektrot çapı 2-4 mm için azaltmak için arzu olacak, böylece artan EEG kayıtları, EEG sinyal ve supragranular arasında karşılaştırma yapma kayma özgüllük LFP sinyal daha az belirsiz.
İletişim kuralı birkaç önemli adımlar özel dikkat gerekir. Çapak delikten elektrot yerleştirilmesi ilkidir. Beyin zarı aksi takdirde sağlam olduğu için ekleme noktasını duyarlığını önemlidir. Elektrot ucunda ufak bir direniş genellikle elektrot doğru yerleştirilmiyor anlamına gelir. Yükseltilmiş olması gerekir, düzeltilmiş ve yeniden eklenmiş konumu. İkinci fare üzerinde burun konisi konumudur. İsoflurane koni kaçış olacak gibi çok gevşek olmalıdır. Farenin burun delikleri engel ve nefes darlığı neden bu da çok sıkı olmalıdır değil. Özel ilgi aynı zamanda EEG kaydı genliği çok daha küçük olduğundan emin olmak için gerekli (genellikle 5-10 kat daha küçük) LFP en iyi kanal kayıt daha. Benzer bir durumda, EEG sonda elektrot ile doğrudan veya dolaylı temas geldi bir göstergesidir. Dolaylı kişisi genellikle Kafatasında delik bazen dolduran beyin omurilik sıvısı (CSF) delinmiş. CSF iletkenlik genellikle 100 kere bu kafatası24,25var. Böylece, burr deliği içi CSF düzeyinde yeterince yüksek ise, yapabilirsiniz örümcek elektrot ile temas. Bunu önlemek için çukur sık sık süper emici pamuk sünger gibi emme spears ile temizlenmelidir.
Burr deliği etkisi (çapı < 2 mm) EEG Kafatasında delik çevreleyen kayıt böylece ikili EEG kayıtları karşılaştırıldığında olabilir sağlam kafatasındaki ipsi-lateral varil korteks üstüne başka bir örümcek elektrot koyarak Okulu'nu. Sonuçlar Şekil 9 ve şekil 10, 0,05 düzeyinde of önemi önemsiz olacaktır etkisi öneririz. Ne kadar iyi kafatası, elektrot yapıştırmak için nasıl kesin basılıştan ve EEG yapıştırma kafatası üzerinde kayma ölçüde temas EEG Yapıştır oldu EEG genliği etkileyen diğer faktörler içerir.
Burada açıklanan protokol kafatası EEG, kafa derisi EEG insan EEG çalışmalarda kullanılan farklı olduğu kaydedilen Not için faydalıdır. Kafa derisi bir direnç veya daha fazla kayıt EEG sinyal-gürültü oranı azaltır bir alçak geçiren Filtre gibi davranır.
Son olarak, Karşılaştırma ERP zamansal dinamiği ve kortikal katmanlar arasında çatışmaya LFP önermek somatosensor uyarılmış potansiyel daha iyi daha taneli korteks tabakası supragranular ve infragranular Katmanlar LFP yansıtır. ERP ilk segment (P1) sonraki azaltmak iken (eksitatör sinaptik geçerli taneli katmanda oluşup, girişi dönüş geçerli doğan ile ilgili gösteren bizim önceki çalışma6, anlaşarak bu N1) İçindeerp talamik afferent kortikal için katmanları II/III ve/veya feedforward sinyalleri gecikmiş varış daha derin kortikal katmanlardan ilgili olabilir. Sonuç olarak, EEG/LFP eşzamanlı kayıtları EEG sinirsel doğuşu anlayışı geliştirmek ve EEG matematiksel modelleme sinir sinyalleri açısından kortikal katmanlardaki kolaylaştırmak.
The authors have nothing to disclose.
Andrew Cripps ve Reading Üniversitesi BioResource birimi teşekkür etmek istiyorum. Bu araştırma BBSRC tarafından finanse edildi (izni numarası: BB/K010123/1). Bu iş ile ilişkili veriler Y.Z. (ying.zheng@reading.ac.uk) serbestçe kullanılabilir.
Female Lister Hood rats | Charles Rivers | ||
Spider electrode | Unimed Electrode Supplies Ltd | SCS24-426 | |
EEG paste: Ten20 | Unimed Electrode Supplies Ltd | 10-20-S | |
Stereotaxic holder with dual micromanipulator arms: Dual Manipulator Stereotaxic Frame with 18° Ear Bars | WPI (World Precision Instruments) | 502603 | |
Isoflurane | National Vet Services Limited | 50878 | |
Hard plastic nose cone: Anasthesia Gas Mask for Rat | WPI | 502054 | |
Small animal isoflurane anaesthetic system | WPI | EZ-B800A | |
Thermostatic heating pad: Rat Blanket System 230V | Harvard Apparatus UK | 50-7221-F | |
Ophthalmic ointment: Optixcare eye lube | Viovet | 203865 | |
Lidocaine Hydrochloride (Injection 2%) | Larkmead Vets | ||
Jacquette Scaler #1SSE, 18cm, Hollow | WPI | 503421 | |
Serrated and curved dissecting forceps | WPI | 15915 | |
Braided silk, non-absorbable suture: Mersilk Suture W502H | National Vet Services Limited | 153746 | |
Dental drill: BONE MICRO DRILL SYST 230 VAC | Harvard Apparatus UK | 72-4860 | |
Sterile Saline: Sodium chloride 0.9% | Animalcare Ltd | 14K26BT | |
Drill bit #4 : Ball Mill, Carbide, #4 | Harvard Apparatus UK | 72-4958 | |
Drill bit #4 : Ball Mill, Carbide, #1/4 | Harvard Apparatus UK | 72-4962 | |
Faraday cage | Newport Corporation | VIS-FDC-3600 | |
Vibration isolation workstation: Vision IsoStation | Newport Corporation | M-VIS3660-RG4-325A | |
Oximeter Control Unit and sensor: MouseOxPlus, Starr Life Sciences Corp. | WPI | O15001 | |
Transparent soft nose cone: Microflex Non-Rebreathing Unit with a Rat Nosecone | WPI | EZ-103A | |
Stainless steel stimulating electrodes | PlasticsOne | E363/1/SPC | |
Isolated current stimulator | Made in House | ||
16-channel micro-electrode, 100 μm spacing, area of each site 177 μm2 | NeuroNexus | A1x16-10mm-100-177-A16 | |
16-channel acute headstage | Tucker David Technologies Inc., TDT | RA16AC-Z | |
Pre-Amplifier: Z-Series 64-Channel Neuro-Digitizing Preamp | TDT | PZ5-64 | |
Passive signal splitter: 32-Channel Splitter Box for PZ5 | TDT | S-BOX_PZ5 | |
Data acquisition unit: RZ2 BioAmp Processor. Z-Series 4-DSP ultra high performance processor | TDT | RZ2-4 | |
Software for Neurophysiology: OpenEX | TDT | ||
Matlab | MathWorks | ||
Absorption spears | Fine Sicence Tools | 18105-01 |