Kontinuerlig videoelektroencefalogram under hypoxi-ischemi hos neonatalmöss
Summary
Detta manuskript beskriver en metod för kontinuerlig video EEG inspelningar med flera djup elektroder i neonatal möss genomgår hypoxi-ischemi.
Abstract
Hypoxi ischemi är den vanligaste orsaken till neonatal beslag. Djurmodeller är avgörande för att förstå mekanismerna och fysiologin bakom neonatal beslag och hypoxi ischemi. Detta manuskript beskriver en metod för kontinuerlig video elektroencefalogram (EEG) övervakning i neonatal möss för att upptäcka beslag och analysera EEG bakgrund under hypoxi ischemi. Användning av video och EEG i samband med möjliggör beskrivning av beslag semiologi och bekräftelse av beslag. Denna metod tillåter också analys av effektspektrogram och EEG bakgrundsmönster trender under den experimentella tidsperioden. I denna hypoxi ischemi modell, metoden tillåter EEG registrering före skada att erhålla en normativ baslinje och under skada och återhämtning. Den totala övervakningstiden begränsas av oförmågan att skilja ungar från modern längre än fyra timmar. Även om vi har använt en modell av hypoxic-ischemic beslag i detta manuskript, denna metod för neonatal video EEG övervakning kan tillämpas på olika sjukdom och beslag modeller hos gnagare.
Introduction
Hypoxic ischemisk encefalopati (HIE) är ett tillstånd som påverkar 1,5 hos 1000 nyfödda årligen och är den vanligaste orsaken till neonatal beslag1,2. Spädbarn som överlever löper risk för olika neurologiska funktionsnedsättningar som cerebral pares, intellektuell funktionsnedsättning och epilepsi3,4,5.
Djurmodeller spelar en avgörande roll för att förstå och undersöka patofysiologi av hypoxi ischemi och neonatal beslag6,7. En modifierad Vannucci-modell används för att inducera hypoxi ischemi (HI) på postnatal dag 10 (p10)7,8. Musvalpar i denna ålder översätter neurologiskt ungefär till hela termen människa neonate9.
Kontinuerlig video elektroencefalografi (EEG) övervakning som används i samband med denna skada modell möjliggör ytterligare förståelse och karakterisering av neonatal hypoxic skandinaviska beslag. Tidigare studier har använt olika metoder för att analysera neonatala anfall hos gnagare, inklusive videoinspelningar, begränsade EEG-inspelningar och telemetri-EEG-inspelningar10,11,12,13,14,15,16. I följande manuskript diskuterar vi ingående processen att spela in kontinuerlig video EEG i musvalpar under hypoxi-ischemi. Denna teknik för kontinuerlig video EEG övervakning i neonatal mus pups kan tillämpas på en mängd olika sjukdomar och beslag modeller.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vi har presenterat en modell för kontinuerlig video-EEG övervakning i neonatal möss under hypoxic-skandinaviska beslag. Video analys i samband med EEG tillåter karakterisering av beslag semiologi. Analys av EEG möjliggör extraktion av effektspektrogram och bakgrunds amplitud analys.
Korrekt och noggrann placering av elektroder är avgörande i detta protokoll, eftersom skada under elektrodplacering eller felaktig placering kan påverka resultaten avsevärt. Bedömning av normal EEG-aktiv…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi bekräftar följande finansieringskällor: 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).
