Radiotelemetry EEG ללא הרחקה הוא גישה מתודולוגית יקר להקליט in vivo פעילות המוח לזמן ארוך מתאגידים מכרסמים לנוע בחופשיות. פרוטוקול מפורט זה מתאר אפידורל stereotaxic ואת מיקום האלקטרודה תוך-מוחי עמוק באזורי מוח שונים על מנת להשיג הקלטות אמינות של מקצב CNS ושלבי התנהגותיות הקשורות במערכת עצבים המרכזית.
radiotelemetry מושתלת EEG היא רלוונטית מרכזי באפיון הנוירולוגיות של דגמי עכבר מהונדסים של מחלות נוירו-פסיכיאטריות ו ניווניות, כמו גם אפילפסיה. טכניקה רבת עוצמה זו אינה רק לספק תובנות רבות ערך את מנגנוני pathophysiological הבסיסית, כלומר., את etiopathogenesis במחלות הקשורות למערכת העצבים המרכזית, זה גם מקל על הפיתוח של translational חדש, כלומר., גישות טיפוליות. בעוד טכניקות מתחרים העושים שימוש במערכות מקליטות המשמשות מעיילים או מערכות קשורות סובל ההרחקה לא הפיזיולוגית שלהם אופי חץ הרחקה, קלטות EEG radiotelemetric להתגבר על חסרונות אלה. מבחינה טכנית, radiotelemetry מושתלת EEG מאפשר מדידה מדויקת ורגישה ביותר של לתרשים אק"ג אפידורל ועמוק, תוך-מוחי בתנאים פיזיולוגיים pathophysiological שונים. ראשית, אנו מציגים פרוטוקול מפורט של ישר קדימה, מוצלח,טכניקה מהירה ויעילה אפידורל (משטח) קלטות EEG וכתוצאה מכך electrocorticograms באיכות גבוהה. שנית, אנו מדגימים כיצד להשתיל עמוק, אלקטרודות EEG תוך-מוחי, למשל, בהיפוקמפוס (electrohippocampogram). עבור שני הגישות, מערכת השתלת אלקטרודה stereotaxic 3D ממוחשבת משמשת. המשדר גלי רדיו עצמו הוא מושתל לתוך כיס תת עורית בשתי עכברים וחולדות. יש לשלם גם תשומת לב מיוחדת מראש, טיפול peri- ולאחר הניתוח של חיות ניסוי. הכנה לפני ניתוח של עכברים וחולדות, הרדמה מתאימה כמו גם ניהול טיפול וכאב לאחר ניתוח מתואר בפירוט.
Radiotelemetry הוא גישה מתודולוגית היקרה ביותר למדידת מגוון של פרמטרים התנהגותיים ופיסיולוגיים בחיות מודעות, רסן בגדלים שונים, במיוחד בהקשר של EEG, ECG, EMG, לחץ דם, טמפרטורת ליבת גוף או מדידות פעילות 1-7. באופן תיאורטי, כל מין ניתן לנתח באמצעות radiotelemetry EEG מושתל מפני מכרסמי מעבדה כגון עכברים וחולדות לחתולים, כלבים, חזירים וקופים 3,8. גם דגים, זוחלים ודו כפופים החקירה radiotelemetric 9. במהלך שני העשורים האחרונים, radiotelemetry EEG המושתל הוכיח להיות יקר באפיון במודלים של בעלי חיים שונים מהונדסים של מחלות אנושיות, כגון אפילפסיה, הפרעות שינה, ניווניות והפרעות נוירו 7,10-12. בעבר, גישות מתודולוגיות רבות לאיסוף נתונים פיזיולוגיים כולל biopotentials מעכברים וחולדות כבר יורדribed. שחוק במערכות מקליטות ז'קט, שיטות ריסון פיסיות, radiotransmitters הלא מושתל ומערכות קשורות קבל את תשומת הלב העיקרית של 13,14 בעבר. כיום, מערכות שונות להשתלת radiotelemetric זמינות מסחרי. עם זאת, מסך בספרות גם גילה 29 פרסומים המתארים את התפתחות מערכות radiotelemetric מתוצרת עצמית 15-40. בעוד מערכות תוצרת הבית צפויות להיות פחות יקר ויותר מותאמים למשתמש, במערכות זמינות מסחרי הם ישר קדימה, יחסית קלות להתקנה יכולה להיות התקנה במהירות.
radiotelemetry מושתלת EEG יש מספר היתרונות לעומת טכניקות מתחרות כגון שיטות ריסון פיסיות, משוחקות במערכות ז'קט או גישות קשורות. אלה אחרוני הרחקה על פי הגדרתו, כלומר., החיה היא לא מסוגלת לזוז או ההתנהגות הנורמלית שלה נפגעת. זה יכול להיות גם צורך להרדים את החיה לרכישה מחדשנתונים עלולים. מערכות קשורות מודרניות עם זאת צפויות להיות מרסן פחות, אבל זה צריך להיות תוקף מדעי. Radiotelemetry ומצד שני מאפשר חיות להציג רפרטואר של התנהגות המלא שלהם ללא הגבלות spatiotemporal וכך, נחשב עדיף על ריסון גישות ולהיות חזוי יותר של תוצאות שיכולות להירכש בבני אדם 1,3. זה ידוע כבר זמן רב גישות המניעות שיכולים דרמטיים לשנות את הפרמטרים פיסיולוגיים בסיסיים, למשל., צריכת מזון, טמפרטורת ליבת גוף, לוחץ דם וקצב לב ופעילות גופנית למשל 3. מערכות Tethered מייצגים עדיין אחד הרחקה קלאסית בשימוש נרחב בגישה 13,14. האלקטרודות אשר הוא או אלקטרודות אפידורל או העמוקות מחוברות בדרך כלל שקע מיניאטורי מעוגן אל הגולגולת. השקע עצמו חשוף עבור התקשרות של כבל המאפשר תנועה חופשית יחסית של החיה. Although כיום מערכות קשורות הפכו פיליגרן מאוד וגמישות מאוד, אחד החסרונות העיקריים של הקבוצה הנו, כי זה עדיין-הרחקה למחצה. חוץ מזה, ייתכן שיש סיכון של זיהום במקום אלקטרודה ההשתלה כמו החיות נוטות לתמרן כל התקנים חיצוניים שמקורם גופם (ראש). למרות טכנולוגית radiotelemetry אלחוטית במינים שונים כבר תוארה בשנתי ה -60 המאוחרים וכך קיימת כבר עשרות שנים, זה רק באחרונה הפך זול, אמין, יחסית קל לשימוש 10,41,42, במיוחד אצל מכרסמי מעבדה קטנים כאלה כמו עכברים וחולדות. קטנים, משדרי EEG מיניאטורי מושתלים זמינים כעת מסחרי וניתן מושתל עכברים יותר מ -20 גרם (~ 10 שבועות). לפיכך, אפיון אלקטרו של דגמי עכבר מהונדסים בפרט הפך שדה שולט של יישום של radiotelemetry EEG המושתל בימים אלה. גודל Animal הוא כבר לא restric ניסיוני מוחלטtion ואילו תוחלת החיים של 'סוללת המשדרים אכן. למרות החיים לזמן המוגבל שלה, מערכות משדר מושתלות מסוגלות המזעור ביותר החסרונות הקשורים ללחץ הקלטה הקשורים פוטנציאל ירסן מערכות. מכרסמים יכולים להציג בארסנל שלהם המלא של התנהגות פיזיולוגית כוללים מנוחה, פעילות של תנועה (חקר) ושינה (REM, איטי גל לישון) 43,44. חשוב לציין, radiotelemetry המושתלת יכולה להפחית במידה רבה חית שימוש 3. נכון לעכשיו, יש דיון עז כיצד להגביל את מספר בעלי החיים הניסיונות במדע להקטין את סבלם. ברור, ניסויים בבעלי החיים ומודלים של בעלי החיים של מחלות בבני אדם ובעלי החיים חיוניים להבנת הפתופיזיולוגיה השורה התחתונה וההתקדמות הבאה בטיפול. יתר על כן, ניסויים בבעלי חיים הם קריטיים במחקר ופיתוח תרופות. הם באופן משמעותי תורמים במחקרים פרה / טוקסיקולוגית ברישוי סמיםובכך להתחייב הוא טיפול בני האדם ובעלי החיים. חשוב לציין, כי בשלב זה אין כל האלטרנטיבות הן זמינות עדיין מחקר בבעלי חיים כדי להבין את המנגנונים pathophysiological מורכבים אשר יהיה בלתי אפשרי אחרת כדי להיות שהושרו. במקביל, את 3R, כלומר., החלפה, הפחתה ואסטרטגית עידון באיחוד האירופי וארצות הברית ממליצה בחום מחקר לתוך שיטות משלימות ואלטרנטיביות. Radiotelemetry היא דוגמה חשובה של אסטרטגיה 3R מוצלח כפי שהוא יכול להפחית את מספר בעלי החיים ניסיוני וסבלם לעומת טכניקות אחרות.
כאן אנו מספקים מפורטת ורציפה צעד אחר צעד גישה כדי לבצע השתלת כיס תת עורית של משדר גלי רדיו בשני עכברים וחולדות. רצף הראשון זה ואחריו תיאור של אפידורל stereotaxic ומיצוב אלקטרודה EEG עמוק תוך-מוחי. תשומת לב מיוחדת מוקדשת תנאי דיור, הרדמה, peri- וכאב לאחר ניתוחניהול וטיפול אנטי זיהומיות אפשרית. הדגש הוא על גישת stereotaxic 3D הממוחשבת למקד באופן מהימן מבנים אפידורל ועמוקים תוך-מוחיים. אנחנו גם להגיב על חסרונות ניסיוניים תכופים השתלת אלקטרודה EEG ואסטרטגיות להפחתת טראומה ואופטימיזציה של ניהול כאב במהלך התאוששות שלאחר ניתוח. לבסוף, דוגמאות של משטח והקלטות EEG עמוקים מוצגות.
Radiotelemetry מושתלת EEG היא רלוונטית המרכזי כפי שהוא הוא טכניקה בלתי הרחקה המאפשרת בחיות מעבדה לבצע רפרטואר המלא שלהם של התנהגות 1,3. זהו עניין מרכזי כגישת telemetric מאפשרת לא רק קלטות EEG הספונטנית אלא גם הקלטות תחת משימות קוגניטיביות setups אנליטיים יממה, כגון T-מבוך, מבוך רד?…
The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank Dr. Christina Ginkel (German Center for Neurodegenerative Diseases, DZNE), Dr. Michaela Möhring (DZNE) and Dr. Robert Stark (DZNE) for assistance in animal breeding and animal health care. This work was financially supported by the Federal Institute for Drugs and Medical Devices (Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte, BfArM) Bonn, Germany.
Carprofen (Rimadyl VET – InjektionA2:D43slösung) | Pfizer | PZN 0110208 | 20 ml |
binocular surgical magnification microscope | Zeiss Stemi 2000 | 0000001003877, 4355400000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000 | |
bulldog serrefine | F.S.T. | 18051-28 | 28mm |
cages (Macrolon) | Techniplast | 1264C, 1290D | |
cold light source | Schott KL2500 LCD | 9.705 202 | ordered at Th.Geyer |
cotton tip applicators (sterile) | Carl Roth | EH12.1 | |
Dexpanthenole (Bepanthen Wund- und Heilsalbe) | Bayer | PZN: 1578818 | |
drapes (sterile) | Hartmann | PZN 0366787 | |
70% ethanol | Carl Roth | 9065.5 | |
0.3% / 3% hydrogene peroxide solution | Sigma | 95321 | 30% stock solution |
gloves (sterile) | Unigloves | 1570 | |
dental glas ionomer cement | KentDental /NORDENTA | 957 321 | |
2% glutaraldehyde solution | Sigma | G6257 | |
Graefe Forceps-curved, serrated | F.S.T. | 11052-10 | |
Halsey Micro Needle Holder-Tungsten Carbide | F.S.T. | 12500-12 | 12.5 cm |
heat-based surgical instrument sterilizer | F.S.T. | 18000-50 | |
heating pad | AEG HK5510 | 520010 | ordered at myToolStore |
high-speed dental drill | Adeor | SI-1708 | |
Iris scissors extra thin | F.S.T. | 14058-09 | 9 cm |
Inhalation narcotic system (isoflurane) | Harvard Apparatus GmbH | 34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230 | |
Isoflurane | Baxter 250 ml | PZN 6497131 | |
Ketamine | Pfizer | PZN 07506004 | |
lactated Ringer’s solution (sterile) | Braun | L7502 | |
Lexar-Baby Scissors-straight, 10 cm | F.S.T. | 14078-10 | 10 cm |
Nissl staining solution | Armin Baack | BAA31712159 | |
non-absorbable suture material 5-0/6-0 (sterile) | SABANA (Sabafil) | N-63123-45 | |
Covidien (Sofsilk) | S1172, S1173 | ||
Halsey Needle Holder | F.S.T. | 12001-13 | 13 cm |
pads (sterile) | ReWa Krankenhausbedarf | 2003/01 | |
0.9% saline (NaCl, sterile) | Braun | PZN:8609255 | |
scalpel blades with handle (sterile) | propraxis | 2029/10 | |
Standard Pattern Forceps | F.S.T. | 11000-12, 11000-14 | 12 cm and 14.5 cm length |
Steel and tungsten electrodes parylene coated | FHC Inc., USA) | UEWLGESEANND | |
stereotaxic frame | Neurostar | 51730M | ordered at Stoelting |
(Stereo Drive-New Motorized Stereotaxic) | |||
tapes (sterile) | BSN medical GmbH & Co. KG | 626225 | |
TA10ETA-F20 | DSI | 270-0042-001X | Radiofrequency transmitter 3.9 g, 3.9 g, 1.9 cc, input voltage range ± 2.5 mV, channel bandwidth (B) 1-200 Hz, nominal sampling rate (f) 1000 Hz (f = 5B) temperature operating range 34-41 °C warranted battery life 4 months |
TL11M2-F20EET | DSI | 270-0124-001X | Radiofrequency transmitter 3.9 g, 1.9 cc, input voltage range ± 1.25 mV, channel bandwidth (B) 1-50 Hz, nominal sampling rate (f) 250 Hz (f = 5B) temperature operating range 34-41 °C warranted battery life 1.5 months |
Tissue Forceps- 1×2 Teeth 12 cm | F.S.T. | 11021-12 | 12 cm length |
Tungsten carbide iris scissors | F.S.T. | 14558-11 | 11.5 cm |
Vibroslicer 5000 MZ | Electron Microscopy Sciences | 5000-005 | |
Xylazine (Rompun) | Bayer | PZN: 1320422 |