تصوير كهربية الدماغ بالفيديو المستمر أثناء نقص الأكسيجة -الإقفارية في فئران حديثي الولادة
Summary
تصف هذه المخطوطة طريقة لتسجيلات تخطيط كهربية الدماغ بالفيديو المستمر باستخدام أقطاب عمق متعددة في فئران حديثي الولادة التي تعاني من نقص الأكسيجة.
Abstract
نقص الأكسيجة هو السبب الأكثر شيوعا للنوبات حديثي الولادة. النماذج الحيوانية حاسمة لفهم الآليات وعلم وظائف الأعضاء الكامنة وراء نوبات حديثي الولادة ونقص الأكزجة. تصف هذه المخطوطة طريقة لرصد تخطيط كهربية الدماغ بالفيديو المستمر (EEG) في فئران حديثي الولادة للكشف عن النوبات وتحليل خلفية تخطيط كهربية الدماغ أثناء نقص التروية. استخدام الفيديو وEEG بالتزامن يسمح وصفا للنوبة السيمولوجيا وتأكيد المضبوطات. كما تسمح هذه الطريقة بتحليل مطيافات الطاقة واتجاهات نمط خلفية تخطيط كهربية الدماغ خلال الفترة الزمنية التجريبية. في هذا النموذج نقص الأكزجة نقص التروية، تسمح الطريقة تسجيل تخطيط كهربية الدماغ قبل الإصابة للحصول على خط أساس معياري وأثناء الإصابة والتعافي. ويحد من إجمالي وقت الرصد عدم القدرة على فصل الجراء عن الأم لأكثر من أربع ساعات. على الرغم من أننا استخدمنا نموذجا للنوبات نقص الأكز الإقفاري في هذه المخطوطة ، إلا أن هذه الطريقة لمراقبة تخطيط كهربية الدماغ بالفيديو الوليدي يمكن تطبيقها على نماذج متنوعة من الأمراض والنوبات في القوارض.
Introduction
اعتلال الدماغ نقص الأكزمي (HIE) هو حالة تؤثر على 1.5 في 1000 حديثي الولادة سنويا وهو السبب الأكثر شيوعا للنوبات حديثي الولادة1,2. الرضع الذين يبقون على قيد الحياة معرضون لخطر الإعاقات العصبية المختلفة مثل الشلل الدماغي، والإعاقة الذهنية، والصرع3,4,5.
تلعب النماذج الحيوانية دورا حاسما في فهم الفيزيولوجيا المرضية لنقص الأكفاشيا ونوبات حديثي الولادة والتحقيق فيها6,7. يستخدم نموذج فانوتشي المعدل للحث على نقص التروية (HI) في يوم ما بعد الولادة 10 (p10)7,8. الجراء الماوس من هذا العصر تترجم عصبيا تقريبا إلى مصطلح كامل حديثي الولادة الإنسان9.
يسمح الرصد المستمر للتصوير الكهربائي ل الدماغ بالفيديو (EEG) المستخدم بالتزامن مع نموذج الإصابة هذا بمزيد من الفهم والتوصيف للنوبات الإقفارية نقص الأكز الوليدي. استخدمت الدراسات السابقة أساليب مختلفة لتحليل نوبات حديثي الولادة في القوارض، بما في ذلك تسجيلات الفيديو وتسجيلات تخطيط كهربية الدماغ المحدودة وتسجيلات تخطيط كهربية الدماغ عن بعد10,11,12,13,14,15,16. في المخطوطة التالية، نناقش بعمق عملية تسجيل الفيديو المستمر تخطيط كهربية الدماغ في جراء الماوس أثناء نقص الأكxia-الإقفارية. يمكن تطبيق هذه التقنية لمراقبة تخطيط كهربية الدماغ بالفيديو المستمر في جراء الفئران الوليدية على مجموعة متنوعة من نماذج الأمراض والنوبات.
Protocol
Representative Results
Discussion
لقد قدمنا نموذجا للرصد المستمر ل تخطيط كهربية الدماغ بالفيديو في فئران حديثي الولادة أثناء نوبات نقص الأكز الإقفاري. تحليل الفيديو بالتزامن مع تخطيط كهربية الدماغ يسمح تحديد خصائص المضبوطات. تحليل تخطيط كهربية الدماغ يسمح لاستخراج الطيفية السلطة وتحليل السعة الخلفية.
يعد…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نحن نعترف بمصادر التمويل التالية: NIH NINDS – K08NS101122 (JB)، R01NS040337 (JK)، R01NS044370 (JK)، كلية الطب بجامعة فرجينيا (JB).
Materials
| SURGERY | |||
| Ball Point Applicator | Metrex Research | 8300-F | i-bond applicator |
| Cranioplast (Powder/Resin) | Coltene | H00383 | Perm Reline/Power |
| I-Bond | Kulzer GmbH, Germany | ||
| LOOK Silk Suture | Surgical Specialities Corporation | SP115 | LOOK SP115 Black Braided Silk Non absorbable surgical suture |
| RS-5168 Botvin Forceps | Roboz Surgical Instrument | RS5168 | Forcep for surgery/ligation |
| RS-5138 Graefe Forceps | Roboz Surgical Instrument | RS5138 | Forcep for surgery/ligation |
| UV light for I-Bond | Blast Lite By First Media | BL778 | UV ligth for I-bond |
| Vannas Microdissecting Scissor | Roboz Surgical Instrument | RS5618 | Scissor for ligation |
| Vet Bond | 3M Vetbond | 1469SB | Vet Glue |
| HYPOXIA | |||
| Hypoxidial | Starr Life Science | ||
| Oxygen sensor | Medical Products | MiniOxI- oxygen analyzer/sensor for hypoxia rig | |
| EEG RECORDING | |||
| Female receptacle connector 0.079" | Mill-Max Manufacturing Corp | 832-10-024-10-001000 | Ordered from Digikey |
| Grass Amplifier | Natus Neurology Incorporated | Grass Product | |
| LabChart Pro | ADI Instruments | Software to run the system | |
| Male Socket Connector 0.079" | Mill-Max Manufacturing Corp | 833-43-024-20-001000 | Ordered from Digikey |
| Operational Amplifier | Texas Instruments, Dallas, TX, USA | TLC2274CD | TLC2274 Quad Low‐Noise Rail‐to Rail Operational Amplifier |
| Operational Amplifier | Texas Instruments, Dallas, TX, USA | TLC2272ACDR | TLC2274 Quad Low‐Noise Rail‐to Rail Operational Amplifier |
| Stainless Steel wire | A-M Systems | 791400 | 0.005" Bare/0.008" Coated 100 ft |
| Ultra-Flexible Wire | McMaster-Carr | 9564T1 | 36 Gauze wire of various color |
References
- Vasudevan, C., Levene, M. Epidemiology and aetiology of neonatal seizures. Seminars in Fetal & Neonatal Medicine. , (2013).
- Volpe, J., et al. Neonatal Seizures. Volpe’s Neurology of the Newborn. , 275-321 (2018).
- Shankaran, S., et al. Network EKSNNR. Childhood outcomes after hypothermia for neonatal encephalopathy. New England Journal of Medicine. 366 (22), 2085-2092 (2012).
- Pappas, A., et al. Cognitive outcomes after neonatal encephalopathy. Pediatrics. 135 (3), 624-634 (2015).
- van Schie, P. E., et al. Long-term motor and behavioral outcome after perinatal hypoxic-ischemic encephalopathy. European Journal of Paediatric Neurology. 19 (3), 354-359 (2015).
- Rensing, N., et al. Longitudinal analysis of developmental changes in electroencephalography patterns and sleep-wake states of the neonatal mouse. PLoS One. 13 (11), 1-17 (2018).
- Rice, J. E., Vannucci, R. C., Brierley, J. B. The influence of immaturity on hypoxic-ischemic brain damage in the rat. Annals of Neurology. 9 (2), 131-141 (1981).
- Burnsed, J. C., et al. Hypoxia-ischemia and therapeutic hypothermia in the neonatal mouse brain–a longitudinal study. PLoS One. 10 (3), 0118889 (2015).
- Semple, B. D., et al. Brain development in rodents and humans: Identifying benchmarks of maturation and vulnerability to injury across species. Progress in Neurobiology. , 1-16 (2013).
- Comi, A. M., et al. Gabapentin neuroprotection and seizure suppression in immature mouse brain ischemia. Pediatric Research. 64 (1), 81-85 (2008).
- Comi, A. M., et al. A new model of stroke and ischemic seizures in the immature mouse. Pediatric Neurology. 31 (4), 254-257 (2004).
- Kadam, S. D., White, A. M., Staley, K. J., Dudek, F. E. Continuous Electroencephalographic Monitoring with Radio-Telemetry in a Rat Model of Perinatal Hypoxia-Ischemia Reveals Progressive Post-Stroke Epilepsy. Journal of Neuroscience. 30 (1), 404-415 (2010).
- Burnsed, J., et al. Neuronal Circuit Activity during Neonatal Hypoxic – Ischemic Seizures in Mice. Annals of Neurology. 86, 927-938 (2019).
- Sampath, D., White, A. M., Raol, Y. H. Characterization of neonatal seizures in an animal model of hypoxic-ischemic encephalopathy. Epilepsia. 55 (7), 985-993 (2014).
- Sampath, D., Valdez, R., White, A. M., Raol, Y. H. Anticonvulsant effect of flupirtine in an animal model of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy. Neuropharmacology. 123, 126-135 (2017).
- Kang, S. K., et al. and sex-dependent susceptibility to phenobarbital-resistant neonatal seizures: role of chloride co-transporters. Frontiers in Cellular Neuroscience. 9, 1-16 (2015).
- Zanelli, S., Goodkin, H. P., Kowalski, S., Kapur, J. Impact of transient acute hypoxia on the developing mouse EEG. Neurobiology of Disease. 68, 37-46 (2014).
- Lewczuk, E., et al. EEG and behavior patterns during experimental status epilepticus. Epilepsia. 59 (2), 369-380 (2017).
- Wu, D., Martin, L. J., Northington, F. J., Zhang, J. Oscillating gradient diffusion MRI reveals unique microstructural information in normal and hypoxia-ischemia injured mouse brains. Magnetic Resonance in Medicine. 72 (5), 1366-1374 (2014).
