Enregistrements EEG non invasive de bouger librement des porcelets
Summary
Ici, nous présentons un protocole Records télémétriques électroencéphalogrammes (EEG) de bouger librement des porcelets directement dans la porcherie sans l’utilisation d’un sédatif, ce qui permet d’enregistrer patrons EEG typiques pendant non – sommeil paradoxal, comme axe éclate.
Abstract
La méthode permet l’enregistrement de haute qualité électroencéphalogrammes (EEG) de bouger librement des porcelets directement dans la porcherie. Nous utilisons un système d’électroencéphalographie télémétrique monocanal en combinaison avec des électrodes standard hydrogel auto-adhésives. Les porcelets sont calmés sans l’utilisation de sédatifs. Après leur libération dans la porcherie, les porcelets se comportent normalement, ils boivent et dorment dans le même cycle que leurs frères et sœurs. Leurs phases de sommeil sont utilisés pour les enregistrements EEG.
Introduction
Porcelets sont un système de modèle émergent pour les neurosciences1. Afin de renforcer la recherche translationnelle, nous avons inventé une méthode pour enregistrer l’EEG non invasif, clinique de porcelets effrénée2 (Figure 1 et Figure 2). Deux conditions préalables pour une utilisation translationnelle des enregistrements EEG, au sujet de l’EEG motifs liés à la maturation corticale, sont une méthode non invasive, comparable au milieu clinique et l’abstinence de sédatifs ou d’anesthésie. La télémétrie un canal système3 en combinaison avec électrodes autocollantes peut être fixé à environ 5 min. par la suite, les porcelets seront récupérer rapidement de la procédure de gestion et de synchroniser leur alimentation et sommeil comportement à celui de l’autre porcelets et la truie.
Bien qu’il y a déjà des tentatives d’utilisation des enregistrements EEG non invasif de sédation animaux4, la plupart des études électroencéphalographie d’animaux sont menées avec des méthodes invasives. Ces méthodes présentent des effets secondaires des processus inflammatoires autour de l’implanté des électrodes5,6 et, dans la plupart des cas, ils nécessitent une séparation sociale des animaux due à des composants externes du système EEG implanté. Par conséquent, la traduction de ces données dans le contexte clinique est difficile. La nécessité d’approches translationnelles devient clairement par le fait qu’on ne sait toujours pas comment une maturation du cerveau « normal » pendant le début du développement cortical est représentée par l’électroencéphalographie clinique, non invasif,7. Cette lacune est causée par les difficultés techniques associées aux enregistrements EEG de naissances prématurées babies8. Dans systèmes de modèles animaux, modèles de développement cortical précoce sont plus accessibles, étant donné que la plupart des animaux sont nés avec un cerveau « prématuré » en comparaison du développement cortical humain9. Outre les modèles conservés du développement cortical ensemble espèces2, il a récemment été démontré qu’enregistrements EEG de bébés prématurés peuvent également prédire l’issue clinique individuelle pendant plus tard la vie10,11. La méthode décrite ici est particulièrement utile pour les aspects translationnelles des neurosciences du développement.
Protocol
Representative Results
Discussion
Une étape cruciale dans le protocole est le contact avec la peau adéquate avec les électrodes, en particulier l’électrode de terre, pour réaliser des enregistrements stables avec peu de bruit. En outre, puisque les porcelets sont très agiles, il est important couvrir l’ensemble du système avec le caoutchouc de silicone pour protéger les électrodes et l’appareil de télémesure. En outre, si les expériences sont réalisées dans une écurie avec un plancher latté, soyez prudent avec les petits appareils o…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous tenons à remercier Helmut Scheu pour l’occasion de diriger nos recherches dans la porcherie au Hofgut Neumühle.
Materials
| Disposable adhesive surface silver/silver chloride electrodes |
Spes Medica S.r.l., Genova, Italy |
Self adhesive hydrogel electrode | |
| Abralyt HiCl | Easycap GmbH | Abrasive cream | |
| Body Double fast | Smooth On Inc. | Skin adhesive silicone | |
| Telemetry system | Internal development | ||
| Picolog 1216 | Pico Technology | AD converter | |
| Laptop | Panasonic | Rugged laptop | |
| Receiver | Internal development |
References
- Conrad, M. S., Sutton, B. P., Dilger, R. N., Johnson, R. W. An in vivo three-dimensional magnetic resonance imaging-based averaged brain collection of the neonatal piglet (Sus scrofa). PLoS ONE. 9 (9), e107650 (2014).
- de Camp, N. V., Hense, F., Lecher, B., Scheu, H., Bergeler, J. Models for preterm cortical development using non invasive clinical EEG. Translational Neuroscience. 8, 211-224 (2017).
- Lapray, D., Bergeler, J., Dupont, E., Thews, O., Luhmann, H. J., Barculo, D., Daniels, J. A novel telemetric system for recording brain activity in small animals. Telemetry: Research, Technology and Applications. , 195-203 (2009).
- Kim, D., Yeon, C., Kim, K. Development and experimental validation of a dry non- invasive multi-channel mouse scalp EEG sensor through visual evoked potential recordings. Sensors. 17, 326 (2017).
- Moshayedi, P., et al. The relationship between glial cell mechanosensitivity and foreign body reactions in the central nervous system. Biomaterials. 35, 3919-3925 (2014).
- Barrese, J. C., et al. Failure mode analysis of silicon-based intracortical microelectrode arrays in non-human primates. Journal of Neural Engineering. 10, 066014 (2013).
- Hellström-Westas, L., Rosén, I. Electroencephalography and brain damage in preterm infants. Early Human Development. 81, 255-261 (2005).
- Lloyd, R. O., Goulding, R. M., Filan, P. M., Boylan, G. B. Overcoming the practical challenges of electroencephalography for very preterm infants in the neonatal intensive care unit. Acta Paediatrica. , 152-157 (2015).
- Clancy, B., Finlay, B. L., Darlington, R. B., Anand, K. J. Extrapolating brain development from experimental species to humans. Neurotoxicology. 28, 931-937 (2007).
- Iyer, K. K., et al. Cortical burst dynamics predict clinical outcome early in extremely preterm infants. Brain. 138, 2206-2218 (2015).
- Luhmann, H., de Camp, N., Bergeler, J. Monitoring brain activity in preterms: mathematics helps to predict clinical outcome. Brain. 138, 2114-2125 (2015).
- Dragomir, A., Akay, Y., Curran, A. K., Akay, M. Complexity measures of the central respiratory networks during wakefulness and sleep. Journal of Neural Engineering. 5, 254-261 (2008).
- Peever, J., Fuller, P. M. The biology of REM sleep. Current Biology. 27, R1237-R1248 (2017).
- Robert, S., Dallaire, A. Polygraphic Analysis of the sleep-wake states and the REM Sleep periodicity in domesticated pigs (Sus scrofa). Physiology & Behavior. 37 (2), 289-293 (1986).
