Yeni Bir Yöntemi Kullanarak Serbest Dolaşan Yenidoğan Sıçanlarında EEG Kaydı
Summary
Burada, serbestçe hareket eden neonatal epileptik yavrulara elektroensefalografiyi (EEG) kaydetmek ve prosedürlerini, özelliklerini ve uygulamalarını tanımlamak için tasarlanmış yeni bir teknik sunuyoruz. Bu yöntem, EEG'yi 1 haftadan daha uzun süreyle kayıt ettirmenizi sağlar.
Abstract
EEG, beyindeki elektriksel aktiviteyi saptamak için yararlı bir yöntemdir. Dahası, epilepsi ve nörodejeneratif bozukluklar gibi çeşitli nörolojik durumlar için yaygın olarak kullanılan bir tanı aracıdır. Bununla birlikte, yenidoğanlarda EEG kayıtları elde etmek teknik olarak zor, özel muamele ve büyük bakım gerektirdiğinden. Burada, neonatal sıçan yavrularında EEG kaydetmek için yeni bir yöntem sunuyoruz (P8-P15). Bilgisayarın pin lokusunu kullanarak basit ve güvenilir bir elektrot tasarladık; Normal ve epileptik beyinde yüksek kaliteli EEG sinyallerinin kaydedilmesi için bir sıçan yavrusunun kafatasına kolayca implante edilebilir. Puplara epileptik nöbetleri indüklemek için nörotoksin kainik asitin (KA) intraperitoneal (ip) enjeksiyonu yapıldı. Bu prosedürde yapılan cerrahi implantasyon yenidoğanlar için diğer EEG prosedürlerinden daha ucuzdur. Bu yöntem, bir kişinin yüksek kaliteli ve istikrarlı EEG sinyallerini 1 haftadan fazla süreyle kaydetmesini sağlar. Dahası, bu prosedür, yetişkin ra'ya da uygulanabilirTs ve farelerden epilepsi veya diğer nörolojik bozuklukları incelemek için kullanılmıştır.
Introduction
Normal beyin fonksiyonunu elde etmek için nöronlar arasındaki sürekli iletişimin gerekli olduğu iyi bilinmektedir. İnterneonal iletişim ilk olarak bir sinir hücresinden gelen bilgilerin ikinci bir sinir hücresine iletildiği sinapslarda gerçekleşir. Bu sinaptik iletim iki tür yapısal düzenlemeyle sağlanır: elektriksel veya kimyasal sinapsler 1 . Elektrofizyoloji, tüm vücut işlevlerini ve davranışını kontrol eden, internöronal iletişim sırasında üretilen elektrik potansiyelini yakalayan alanlardır. EEG birçok elektrofizyolojik teknik arasında en çok kullanılan yöntemdir.
EEG, iç veya dış uyaranlar tarafından üretilen elektrik sinyallerindeki değişiklikleri saptamak için kullanılan bir tekniktir. Dahası, epilepsi, Parkinson ve Alzheimer hastalığı gibi çeşitli nörolojik durumların klinik tanı ve sonuç tahmininde önemli bir testtirE, farmakolojik ve toksikolojik ajanların etkileri 3 . Genellikle epileptik bir hastada beyinde aşırı uyarılma ve işlevsel bağlantının bozulması görülür; Bunlar interiktal epileptiform deşarjlar (IED'ler) olarak özetlenmekte ve keskin, geçici sivri uçlar şeklinde EEG ile kaydedilebilmektedir; Keskin dalgalar; Dikenli dalga kompleksleri; Veya polipropikler 4 . Epileptik beynin asıl özelliği epileptik nöbetlerin kendiliğinden ortaya çıkmasıdır; nöbetlerden sorumlu beyin alanını bulmak için kafa derisinden veya beyin parankiminden kaydedilebilir 5 . Ayrıca, EEG'nin Alzheimer hastalığı (AD) gibi nörodejeneratif bozukluklarda da önemli etkileri bulunmaktadır. Araştırmalar AD hastalarında değiştirilmiş EEG kayıtlarının ve bozulmuş salınım ağlarının yaygın olduğunu ileri sürüyor. Bununla birlikte, nörodejeneratif hastalıklarda ağ salınımlarının patofizyolojisi hakkında bilgi iŞaşırtıcı derecede eksik ve daha fazla araştırılması gerekiyor 6 .
Bu protokolde hem normal hem de patolojik beyindeki elektriksel iletişimi anlamak için EEG'yi kaydedebilen basit bir elektrot tasarladık. Bu yöntemdeki cerrahi implantasyon diğer kullanılabilir prosedürlerden daha ucuzdur 7 . Dahası, bu yöntem, daha uzun zaman aralıkları için yüksek kaliteli ve kararlı EEG sinyallerinin kaydedilmesi için kullanılabilir ( yani, 1 hafta boyunca her gün 2-4 saat). Buna ek olarak, hayvanların daha doğal davranmalarını sağlayan hafif elektrotlar (yaklaşık 26 mg ağırlığında) kullandık. Bu yöntem, elektrofizyoloji laboratuvarında yaygın olarak kullanılan amplifikatör ve sayısallaştırıcıyı gerektiren yenidoğan sıçan yavrularında EEG çalışması için yaygın bir şekilde uygulanabilir ve herhangi bir ek cihaz gerektirmez.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada serbestçe hareket eden yenidoğan sıçan yavrularını kablolu yöntemle EEG elde etmek için cerrahi ve kayıt prosedürlerini bildiriyoruz ( Şekil 3 ). P7-P12 sıçan yavrusunun tam dönem insan yenidoğanına karşılık gelen gelişimsel yaşta olduğu öne sürülmüştür 10,11. Bu yaş grubundaki sıçan yavrularıyla çalışırken teknik olarak yüksek kaliteli EEG kayıt verileri elde etmek zordur. Buna ek olarak, özel kullanım ve çok dikkatli olmayı gerektirir …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Çin Doğa Bilimleri Vakfı (31171355) ve Guangdong Doğa Bilimleri Vakfı (S2011010003403, 2014A030313440) tarafından desteklendi.
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).
