Kontinuerlig videoelektroencefalogram under Hypoksi-iskemi hos neonatale mus
Summary
Dette manuskriptet beskriver en metode for kontinuerlige video-EEG-opptak ved hjelp av flere dybdeelektroder i neonatale mus som gjennomgår hypoksi-iskemi.
Abstract
Hypoksi iskemi er den vanligste årsaken til nyfødte anfall. Dyremodeller er avgjørende for å forstå mekanismene og fysiologien som ligger til grunn for neonatale anfall og hypoksi iskemi. Dette manuskriptet beskriver en metode for kontinuerlig overvåking av videoelektroencefalogram (EEG) hos nyfødte mus for å oppdage anfall og analysere EEG-bakgrunn under hypoksi iskemi. Bruk av video og EEG i forbindelse med beskrivelse av anfallssemologi og bekreftelse av beslag. Denne metoden tillater også analyse av kraftspektrogrammer og EEG-bakgrunnsmønstertrender over den eksperimentelle tidsperioden. I denne hypoksi iskemimodellen tillater metoden EEG-opptak før skade for å oppnå en normativ basislinje og under skade og gjenoppretting. Total overvåkingstid er begrenset av manglende evne til å skille valper fra moren i mer enn fire timer. Selv om vi har brukt en modell av hypoksiske-iskemiske anfall i dette manuskriptet, kan denne metoden for neonatal video EEG-overvåking brukes på forskjellige sykdoms- og anfallsmodeller hos gnagere.
Introduction
Hypoksisk iskemisk encefalopati (HIE) er en tilstand som påvirker 1,5 av 1000 nyfødte årlig og er den vanligste årsaken til nyfødte anfall1,2. Spedbarn som overlever er i faresonen for ulike nevrologiske funksjonshemninger som cerebral parese, intellektuell funksjonshemming og epilepsi3,4,5.
Dyremodeller spiller en kritisk rolle i å forstå og undersøke patofysiologien til hypoksi iskemi og neonatale anfall6,7. En modifisert Vannucci-modell brukes til å indusere hypoksi iskemi (HI) på postnatal dag 10 (p10)7,8. Musevalper i denne alderen oversetter nevrologisk grovt til full sikt menneskelig neonate9.
Kontinuerlig overvåking av videoelektroencefalografi (EEG) som brukes i forbindelse med denne skademodellen, gir mulighet for ytterligere forståelse og karakterisering av neonatale hypoksiske iskemiske anfall. Tidligere studier har brukt ulike metoder for å analysere neonatale anfall hos gnagere, inkludert videoopptak, begrensede EEG-opptak og telemetri EEG-opptak10,11,12,13,14,15,16. I det følgende manuskriptet diskuterer vi i dybden prosessen med å spille inn kontinuerlig video EEG i musevalper under hypoksi-iskemi. Denne teknikken for kontinuerlig video EEG-overvåking i neonatale musevalper kan brukes på en rekke sykdoms- og anfallsmodeller.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vi har presentert en modell for kontinuerlig video-EEG-overvåking hos nyfødte mus under hypoksiske-iskemiske anfall. Videoanalyse i forbindelse med EEG tillater karakterisering av anfallssemologi. Analyse av EEG muliggjør utvinning av kraftspektrogrammer og bakgrunnsamplitudeanalyse.
Korrekt og forsiktig plassering av elektroder er avgjørende i denne protokollen, da skade under elektrodeplassering eller unøyaktig plassering kan påvirke resultatene betydelig. Vurdering av normal baseline …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi anerkjenner følgende finansieringskilder: NIH NINDS – K08NS101122 (JB), R01NS040337 (JK), R01NS044370 (JK), University of Virginia School of Medicine (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 |
Referências
- 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).
