Запись ЭЭГ в свободно перемещающихся крысах новорожденных с использованием нового метода
Summary
Здесь мы представляем новую технику, предназначенную для записи электроэнцефалографии (ЭЭГ) в свободно движущихся неонатальных эпилептических детенышах, и описываем ее процедуры, особенности и применения. Этот метод позволяет регистрировать ЭЭГ более 1 недели.
Abstract
ЭЭГ – полезный метод для обнаружения электрической активности в мозге. Кроме того, это широко используемый диагностический инструмент для различных неврологических состояний, таких как эпилепсия и нейродегенеративные расстройства. Однако технически сложно получить записи ЭЭГ у новорожденных, поскольку для этого требуется специализированная обработка и тщательный уход. Здесь мы представляем новый метод регистрации ЭЭГ у новорожденных щенков крыс (P8-P15). Мы спроектировали простой и надежный электрод, используя лотки с компьютерными штифтами; Он может быть легко имплантирован в череп крысиного щенка для регистрации высококачественных сигналов ЭЭГ в нормальном и эпилептическом мозге. Щенкам вводили интраперитонеальную (внутрибрюшинную) инъекцию нейротоксин-каиновой кислоты (КА) для индукции эпилептических припадков. Хирургическая имплантация, выполняемая в этой процедуре, менее дорогостоящая, чем другие процедуры ЭЭГ для новорожденных. Этот метод позволяет регистрировать высококачественные и стабильные сигналы ЭЭГ более 1 недели. Кроме того, эта процедура может быть применена и к взрослому raTs и мышей для изучения эпилепсии или других неврологических расстройств.
Introduction
Хорошо известно, что для получения нормальной функции мозга требуется непрерывная связь между нейронами. Межнейронная связь в основном происходит в синапсах, где информация от одного нейрона передается второму нейрону. Эта синаптическая передача опосредуется двумя типами специальных структур: электрическими или химическими синапсами 1 . Электрофизиология – это область, которая фиксирует электрический потенциал, возникающий во время межнейронной коммуникации, который контролирует общие функции и поведение организма 2 . ЭЭГ является наиболее часто используемым методом среди многих электрофизиологических методов.
ЭЭГ – метод, используемый для обнаружения изменений электрических сигналов, создаваемых внутренними или внешними стимулами. Кроме того, это важный тест для клинической диагностики и прогноза исходов различных неврологических состояний, таких как эпилепсия, болезнь Паркинсона и болезнь АльцгеймераЕ, а также эффекты фармакологических и токсикологических агентов 3 . Как правило, эпилептический пациент проявляет гипервозбудимость и нарушение функциональной связности в головном мозге; Они суммируются как интериктальные эпилептиформные разряды (ИЭУ) и могут регистрироваться ЭЭГ в виде резких переходных скачков; Острые волны; Комплексы спайк-волн; Или полиспасты 4 . Главной особенностью эпилептического мозга является спонтанное возникновение эпилептических припадков, которые могут быть записаны либо с головы, либо из паренхимы головного мозга, чтобы определить местонахождение области мозга, ответственной за приступы 5 . Кроме того, ЭЭГ также имеет очень важные последствия в нейродегенеративных расстройствах, таких как болезнь Альцгеймера (AD). Исследования показывают, что измененные записи ЭЭГ и нарушения осцилляторных сетей у пациентов с АД являются общими. Однако наши знания о патофизиологии колебаний сети при нейродегенеративных заболеваниях iУдивительно неполной и нуждается в дальнейшем изучении 6 .
В этом протоколе мы разработали простой электрод, с помощью которого можно записывать ЭЭГ, чтобы понять электрическую связь как в нормальном, так и в патологическом мозге. Хирургическая имплантация в этом методе дешевле, чем другие доступные процедуры. 7 . Более того, этот метод может быть использован для записи высококачественных и стабильных сигналов ЭЭГ на более длительные временные рамки ( т.е. 2-4 часа в день в течение 1 недели). Кроме того, мы использовали более легкие электроды (весом около 26 мг), которые позволяют животным вести себя более естественно 8 . Этот метод широко применим для изучения ЭЭГ у новорожденных крысят новорожденных, для которых требуется усилитель и дигитайзер, обычно используемые в электрофизиологической лаборатории и не требующие дополнительных устройств.
Protocol
Representative Results
Discussion
Здесь мы сообщаем о хирургических и регистрационных процедурах для получения ЭЭГ у свободно перемещающихся щенков новорожденных крыс методом проводных ( рис. 3 ). Было высказано предположение, что щенок крысы P7-P12 находится в возрасте развития, соответствующем полнородному но?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана Фондом естественных наук Китая (31171355) и Фондом естественных наук провинции Гуандун (S2011010003403, 2014A030313440).
Materials
| Computer pin | |||
| Pincer | DELI Group Co., Ltd. | ||
| 502 super glue | DELI Group Co., Ltd. | 7144 | |
| Drying oven | Boxun | GZX-9140MBE | |
| Isofluorane | RWD Life Science | 902-0000-522 | |
| Stereotaxic apparatus | RWD Life Science | 900-0068-507 | |
| Anesthesia apparatus | RWD Life Science | 902-0000-510 | |
| Homeothermic Heating Device | Harvard Apparatus | K 024509 | |
| Amplifier Model 3000 | A-M Systems | 61558 | |
| Micro1401 Analog Digital converter | Cambridge Electronic Design Ltd. | 4383 | Data acquisition unit |
| Spike2 | Cambridge Electronic Design Ltd. |
References
- Pereda, A. E. Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses. Nat Rev Neurosci. 15 (4), 250-263 (2014).
- Chorev, E., Epsztein, J., Houweling, A. R., Lee, A. K., Brecht, M. Electrophysiological recordings from behaving animals–going beyond spikes. Curr Opin Neurobiol. 19 (5), 513-519 (2009).
- Freeborn, D. L., McDaniel, K. L., Moser, V. C., Herr, D. W. Use of electroencephalography (EEG) to assess CNS changes produced by pesticides with different modes of action: effects of permethrin, deltamethrin, fipronil, imidacloprid, carbaryl, and triadimefon. Toxicol Appl Pharmacol. 282 (2), 184-194 (2015).
- Werhahn, K. J., Hartl, E., Hamann, K., Breimhorst, M., Noachtar, S. Latency of interictal epileptiform discharges in long-term EEG recordings in epilepsy patients. Seizure. 29, 20-25 (2015).
- Staba, R. J., Stead, M., Worrell, G. A. Electrophysiological biomarkers of epilepsy. Neurotherapeutics. 11 (2), 334-346 (2014).
- Nimmrich, V., Draguhn, A., Axmacher, N. Neuronal Network Oscillations in Neurodegenerative Diseases. Neuromolecular Med. 17 (3), 270-284 (2015).
- Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Dudek, F. E. Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System. J Vis Exp. (101), e52554 (2015).
- Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Fisher, J. H., Ekstrand, J. J., Dudek, F. E. Recording EEG in immature rats with a novel miniature telemetry system. J Neurophysiol. 109 (3), 900-911 (2013).
- Dzhala, V. I., et al. NKCC1 transporter facilitates seizures in the developing brain. Nat Med. 11 (11), 1205-1213 (2005).
- Tucker, A. M., Aquilina, K., Chakkarapani, E., Hobbs, C. E., Thoresen, M. Development of amplitude-integrated electroencephalography and interburst interval in the rat. Pediatr Res. 65 (1), 62-66 (2009).
- Savard, A., et al. Involvement of neuronal IL-1beta in acquired brain lesions in a rat model of neonatal encephalopathy. J Neuroinflammation. 10, 110 (2013).
- Cuaycong, M., et al. A novel approach to the study of hypoxia-ischemia-induced clinical and subclinical seizures in the neonatal rat. Dev Neurosci. 33 (3-4), 241-250 (2011).
