Yenidoğan Farelerde Hipoksi-İskemi Sırasında Sürekli Video Elektroensefalogram
Summary
Bu makalede hipoksi-iskemi geçiren yenidoğan farelerde birden fazla derinlik elektrodu kullanılarak sürekli video EEG kayıtları için bir yöntem açıklanmaktadır.
Abstract
Hipoksi iskemi yenidoğan nöbetlerinin en sık nedenidir. Hayvan modelleri, yenidoğan nöbetleri ve hipoksi iskemisinin altında kalan mekanizmaları ve fizyolojiyi anlamak için çok önemlidir. Bu makalede, hipoksi iskemisi sırasında nöbetleri tespit etmek ve EEG arka planını analiz etmek için yenidoğan farelerinde sürekli video elektroensefalogram (EEG) izleme yöntemi açıklanmaktadır. Video ve EEG’nin birlikte kullanılması, nöbet semiyolojisinin tanımlanmasına ve nöbetlerin onaylanmasına izin verir. Bu yöntem ayrıca deneysel zaman dilimi boyunca güç spektrogramlarının ve EEG arka plan desen eğilimlerinin analizine izin verir. Bu hipoksi iskemi modelinde yöntem, yaralanmadan önce EEG kaydının normatif bir taban çizgisi elde etmesine ve yaralanma ve iyileşme sırasında iyileşmesine izin verir. Toplam izleme süresi, yavruların anneden dört saatten uzun süre ayrılamaması ile sınırlıdır. Bu yazıda hipoksik-iskemik nöbetlerin bir modelini kullanmış olsak da, yenidoğan video EEG izleme için bu yöntem kemirgenlerde çeşitli hastalık ve nöbet modellerine uygulanabilir.
Introduction
Hipoksik iskemik ensefalopati (HIE) yılda 1000 yenidoğanda 1,5’ini etkileyen ve yenidoğan nöbetlerinin en sık nedeni olan bir durumdur1,2. Hayatta kalan bebekler serebral palsi, zihinsel engellilik ve epilepsi gibi çeşitli nörolojik engelliler için risk altındadır3,4,5.
Hayvan modelleri hipoksi iskemi ve yenidoğan nöbetlerinin patofizyolojisini anlamada ve araştırmada kritik bir rol oynar6,7. Modifiye vannucci modeli, doğum sonrası 10 (p10)7,8’de hipoksi iskemisini (HI) indük etmek için kullanılır. Bu yaştaki fare yavruları nörolojik olarak kabaca tam insan yenidoğanı terimine çevirir9.
Bu yaralanma modeli ile birlikte kullanılan sürekli video elektroensefalografi (EEG) izleme, yenidoğan hipoksik iskemik nöbetlerin daha iyi anlaşılmasına ve karakterizasyonuna olanak tanır. Önceki çalışmalar kemirgenlerdeki yenidoğan nöbetlerini analiz etmek için video kayıtları, sınırlı EEG kayıtları ve telemetri EEG kayıtları dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanmıştır10,11,12,13,14,15,16. Aşağıdaki yazıda, hipoksi-iskemi sırasında fare yavrularında sürekli video EEG kaydetme sürecini derinlemesine ele alıyoruz. Yenidoğan fare yavrularında sürekli video EEG izleme için bu teknik çeşitli hastalık ve nöbet modellerine uygulanabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hipoksik-iskemik nöbetler sırasında yenidoğan farelerde sürekli video-EEG izleme için bir model sunduk. EEG ile birlikte video analizi, nöbet semiyolojisinin karakterizasyonuna izin verir. EEG analizi, güç spektrogramlarının çıkarılmasına ve arka plan genlik analizine izin verir.
Elektrotların doğru ve dikkatli yerleştirilmesi bu protokolde çok önemlidir, çünkü elektrot yerleştirme veya yanlış yerleştirme sırasında yaralanma sonuçları önemli ölçüde etkileyebi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Aşağıdaki finansman kaynaklarını kabul ediyoruz: NIH NINDS – K08NS101122 (JB), R01NS040337 (JK), R01NS044370 (JK), Virginia Üniversitesi Tıp Fakültesi (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 |
References
- 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).
