High-density EEG-registraties van de vrij bewegende muizen met behulp van Polyimide op basis van micro-elektrode

1. Overzicht C57BL/6J – 129S4/SvJae hybride muizen (12 ~ 15 weken oud) zijn verdoofd met ketamine (120 mg / kg ip) en xylazine (6 mg / kg, ip) cocktail. Staart of teen knijpen vooraf aan de operatie om de diepte van de anesthesie te inspecteren. De muis is vastgesteld door stereotaxische apparatuur (David Kopf Instruments, Model 902, Calif, USA). De hoofdhuid wordt ingesneden op de middellijn ongeveer 25 mm op de schedel bloot onder de lidocaïne behandeling voor vermindering van de pijn. Eventueel vuil op de schedel wordt geveegd door de zoutoplossing gedrenkte katoen tips om de hechting van de elektrode om de schedel te verbeteren. De bregma en lambda punten worden gemarkeerd en in hetzelfde horizontale vlak. De polyimide op basis van micro-elektrode array (PBM-array) is zodanig geplaatst dat de verticale middellijn van de middellijn van de schedel voldoet. De bregma punt moet worden gevestigd in het midden van de 5 e laag van de voorste van de PBM-array. Twee of drie microscrews worden gebruikt bij de nul ruimte in de rand van de schedel te helpen beveiligen van de positie van de elektrode met tandheelkundige cement. Voor stutten de PBM-array-aansluiting, hebben we de positie van een stut op het midden van het hoofd, en dek deze af met tandheelkundige cement. Na uitharding is de ingesneden huid gehecht, en ten minste 5 dagen worden gegeven voor herstel. Tijdens het herstel, zijn de muizen ondergebracht in afzonderlijke kooien met vrije toegang tot voedsel en water. Na het herstel, is het EEG-registratie uitgevoerd. Verzorging van dieren, chirurgische, en opnemen van procedures waren in overeenstemming met de richtlijnen voor de Institutionele Animal Care en gebruik Comite, na Act 1992 van de Korea Lab Animal Care verordeningen en bijbehorende richtlijnen. De PBM-arrays in dit manuscript werden gefabriceerd zoals beschreven door Choi. et. Al. 1 Neem contact op met de auteurs om dezelfde PBM-array te gebruiken in de video. 2. Procedure Bereid de gesteriliseerde chirurgische instrumenten en apparaten stereotaxische. Verdoven van de muis met anesthesie (bijv. ketamine / xylazine met een dosis van 120 en 60 mg / kg ip, repectively). Staart of teen knijpen vooraf aan de operatie om de diepte van de anesthesie te inspecteren. Monteer de muis op de stereotaxische apparaat door het plaatsen van oor bars in het oor van de muis kanaal en aanscherping op zijn plaats. De ogen kunnen worden bekleed met biocompatibele jelly (bijvoorbeeld vaseline) om de ogen niet uitdrogen door de operatie licht. Na vochtinbrengende van de muis het hoofd met 70% ethanol, scheren de vacht uit zijn hoofd. Incise het hoofd ongeveer 25 mm met een hoofdhuid. Het is aan te bevelen om een ​​kleine hoeveelheid van 2% toe te passen lidocaïne hydrochloride onder de hoofdhuid. Knijp de huid met micro-klemmen (Fine Science Tools (USA), Inc, 18052-03, Calif, USA) om de incisie wijd open. Veeg het resterende weefsel puin op de schedel met een zoutoplossing gedrenkte wattenstaafjes hechting van de PBM-array te verbeteren aan de schedel. Het gebruik van peroxide voor het verwijderen van het residu van het membraan is ook effectief. Zoek de bregma en lambda punten op de schedel, en markeer ze met een basis van olie marker pen. Plaats de PBM-array, zodat de verticale middellijn voldoet aan de middellijn van de schedel zoals weergegeven in figuur 1. Plaats de bregma in het midden van de 5e laag van de voorste van de PBM-array met een druppel kraanwater. Wattenstaafje de film elektrode uit de mediaal naar lateraal zorgvuldig voor een betere hechting. Om de film te elektrode stok strakker om de schedel te helpen, moet de film elektrode helemaal droog op de schedel. De film elektrode moet nog worden vastgesteld op de schedel van Van der Waals kracht. Wanneer de elektrode herpositionering, een andere druppel leidingwater is nodig om de elektrode te voorkomen dat gescheurd. Figuur 1. (Links) Een PBM-array op de muis schedel. De Voorwandinfarct-posterior as van PBM-array komt overeen met de lijn tussen bregma (BP) en lambda punten (LP). (Rechts) De vermeende elektrode posities op de hersenen van muizen oppervlak. De anatomie van de muis zijn gesegmenteerd van de 3-D MRI digitale atlas database van een volwassen C57BL/6J muizenhersenen geproduceerd in Brookhaven National Lab en de elektrode locaties zijn gemarkeerd volgens de stereotaxische meting. Grond (G) en referentie (Ref) elektroden zijn aangegeven in de figuur rechts. Mark ten minste drie posities op de open ruimte van de schedel, en dan gaten in die locaties met behulp van een tandartsboor voor de positionering van de ondersteunende microscrews. Deze microscrews hebben een rol van scepter en mechanisch ondersteunen de tandheelkundig cement op de schedel. Extra voorzichtigheid is nodig tijdens het boren. Omdat de muis schedel bestaat uit dunne lagen, kunnen bloedingen zich gemakkelijk voordoen tijdens het boren. Bij het bloeden gebeurt, stop boren en breng een kleine hoeveelheid poeder hemostatische in het gat. Breng de tandheelkundige acryl cement (Vertex-Dental, Vertex Self-Curing, Nederland) aan de PBM-array, anker schroeven, en de rest van de schedel te dekken. Bereid de tandheelkundige cement in een lijmachtige en visceuze condition. Plaats een stijve stok als een stut op het midden van de kop met sterke lijm (bijvoorbeeld, Loctite, Henkel Loctite Corp, Dublin, Ierland). Zet dubbelzijdige plakband op de achterkant van de connector vliegtuig. Manipuleren van de PBM-array connector positie te verbinden met de punt van de veerpoot. De verticale afstand tussen de schedel en de connector moet meer zijn dan 5 mm. Plak de connector vliegtuig en de punt van de stok met sterke lijm voor een betere hechting. Zorg ervoor dat de tandheelkundige cement volledig is uitgehard. Breng vervolgens de tandheelkundige acryl cement over de schedel en de achterkant van de connector vliegtuig aan op de connector aan de schedel te beveiligen. Verwijder de micro-klemmen. Hechtdraad ingesneden huid met gesteriliseerd stiksels vezels. Haal de muis uit het apparaat. U van toepassing kunnen zijn extra tandheelkundige acryl cement om de blootgestelde schedel schild. Breng een antibioticum (Fucidin zalf, Dong Wha Apotheek, Zuid-Korea) rond de cement-en gehecht huid. Plaats de muis in een gesteriliseerde kooi tot hij hersteld in de oorspronkelijke lichaamsgewicht (ongeveer 5 tot 7 dagen). Het wordt aanbevolen om geen kooi vrienden te introduceren. Na herstel, sluit u de muis door een licht-gewicht printed circuit board (PCB) aan op de stofoploop van een multikanaals EEG-versterker systeem (Synamps 2, North Carolina, USA) in zijn eigen kooi. De verbindende lijnen moeten voorzichtig behandeld worden zodat het niet verstrikt raken. Na 1 uur van gewenning, uitvoeren EEG opname. Scan 4.4. (North Carolina, VS) acquisitie software werd gebruikt in dit experiment. Een typische tijd trace set van de muis EEG is weergegeven in figuur 2. Het wordt aanbevolen om de video te loggen op het gedrag van de muis betrekking hebben. Verkregen signaal kan worden geanalyseerd met behulp van MATLAB (MathWorks, Natick, MA, USA) om de topografische kaart hersenen produceren. Voorbeeld topografieën van EEG de macht kaart van muizenhersenen zijn weergegeven in figuur 3. 3. Representatieve resultaten Als de bovenstaande chirurgische procedures correct zijn uitgevoerd, zal 40 kanalen muis EEG-registratie met succes worden uitgevoerd zonder slecht kanalen. Volgende afbeeldingen tonen de vertegenwoordiger van ruwe EEG sporen en topografische kaarten. Figuur 2. Een voorbeeld van een spoor van EEG ervaren afwezigheid beslag geïnduceerd door middel van injectie γ-butyrolacton (GBL, 50mg/kg, ip). Rode balk geeft aan spike-wave-en ontladingen (SWDs) tijdens de afwezigheid aanval. De horizontale en verticale assen geven aan tijd en spanning, respectievelijk. Het nummer volgt het kanaal montage gedefinieerd in figuur. Een (rechts). Figuur 3. De topografische kaarten geven de 2-6 Hz distributie. De waarde in de colorbar vertegenwoordigt de kleur schaal van de macht kaart. Tijdens de spike-wave-en ontladingen (SWDs) veroorzaakt door γ-butyrolacton (GBL, 50mg/kg, ip), de kracht in de grote frontoparietal corticale gebieden aanzienlijk toenemen in vergelijking met de kracht voordat GBL injectie (Baseline).