Visual Evoked potentiële opnamen in muizen met behulp van een niet-invasieve meerkanaals droge hoofdhuid EEG Sensor

Als het aantal patiënten met seniele degeneratieve hersenziekten zoals dementie, Alzheimer en Parkinsonian syndromen beroerte gestegen met een verouderende bevolking en een toenemende levensverwachting, heeft de lange termijn maatschappelijke last van deze ziekten ook steeg^1,2,3. Daarnaast, de meeste neurologische ziekten zoals schizofrenie en autisme, vergezeld gaan van cognitieve en gedragsmatige stoornissen waardoor een patiënt hele leven^2,3,4. Om deze reden, hebben onderzoekers moeite om het verbeteren van de diagnose, preventie, pathologische begrip, op lange termijn observatie en behandeling van hersenziekten. Problemen blijven echter afkomstig uit de hersenen complexiteit en ziekte pathologieën. Translationeel onderzoek wellicht een veelbelovende instrument voor het identificeren van oplossingen, omdat hierdoor de overdracht van fundamenteel onderzoek naar klinische toepassingen binnen een korter tijdsbestek, tegen lagere kosten en met een hoger slagingspercentage in de neurowetenschappen velden^{5 ,6,7}. Een ander doel van translationeel onderzoek is het onderzoeken van de toepasbaarheid bij menselijke proefpersonen, waarbij niet-invasieve experimentele benaderingen in dieren die het mogelijk maken van vergelijkingen met dezelfde methode voor de mens. Deze voorwaarden hebben geleid tot verscheidene grote behoeften voor de ontwikkeling van niet-invasieve dierlijke bereidingswijzen. Een methode is elektro-encefalografie (EEG), die onthult corticale hersenen connectiviteit en activiteit two-dimensionally met hoge temporele resolutie, en welke uitkeringen uit een niet-invasieve protocol. De gebeurtenis-gerelateerde potentiële opname (ERP) is één van de typische experimentele paradigma’s die gebruik maken van de EEG.

Talrijke eerdere studies werknemer niet-invasieve EEG methodes voor het targeten van mensen onderwerpen, overwegende dat invasieve methoden, zoals implantaat schroeven en paal type elektroden, zijn gebruikt in dierstudies^{8,9,10 , 11 , 12}. de signaalkwaliteit en de kenmerken van deze methoden zijn sterk afhankelijk van de invasiviteit van de plaatsing van de sensor. Voor succesvolle translationeel onderzoek, Garner benadrukt met behulp van dezelfde voorwaarden voor dierlijke studie als die worden gebruikt voor menselijke onderzoek¹³. Voor fundamenteel onderzoek met behulp van dieren, zijn niet-invasieve EEG methoden echter niet gangbaar. Een nieuwe benadering met behulp van een niet-invasieve hoofdhuid EEG sensorsysteem gericht op laboratorium muizen zou een betrouwbaar en efficiënt hulpmiddel voor translationeel onderzoek dat kan worden toegepast op de niet-invasieve paradigma’s voor de mens, ook.

Talrijke studies van de muis EEG leidde de weg door het commercialiseren van PCB (printed circuit board) gebaseerd meerkanaals elektroden^14,15,16. Hoewel zij een invasieve methode, had ze een beperkt aantal kanalen (3-8), waardoor het moeilijker te observeren dynamiek van de grote hersenen. Bovendien kunnen toepassingen worden beperkt door hun invasiviteit en hoge kosten. In een ander onderzoek, de KIST (Korea Institute of Science and Technology) een 40 kanaal polyimide gebaseerde dunne-film elektrode ontwikkeld en deze vervolgens gekoppeld aan een muis schedel^17,18,19,20 . Dit werk verwierf het hoogste aantal muis EEG kanalen. Het was echter mechanisch zwak en niet makkelijk te hergebruiken; het was dus niet geschikt voor langdurige observaties, wat leidt tot een verzwakte signaal, mogelijk veroorzaakt door een immune reactie. Ondertussen Troncoso en Mégevand verworven een sensory evoked potentieel (SEP) op knaagdieren doodshoofden met tweeëndertig RVS elektroden beveiligd door een geperforeerde Poly(methyl Methacrylate) (PMMA, acrylglas) raster^{21,22 , 23}. ondanks hun hoge signaalkwaliteit, waren de elektroden mechanisch flexibel en teder; Daarom hadden ze problemen op meerdere experimenten wordt toegepast. Bovendien, was deze methode nog steeds minimaal invasieve. Hoewel deze methoden bieden goede signaalkwaliteit, de oppervlakte van de schedel van een muis is beperkt, dus het aantal elektroden is beperkt met behulp van een elektrode RVS paal-type. Een aantal eerdere EEG studies voor muizen toonde verscheidene beperkingen. In deze studie, zullen wij een nieuwe methode voor het meten van de EEG die van toepassing zijn in de pre-klinische translationeel onderzoek met behulp van een niet-invasieve droog-type multi-kanaals sensor tonen.

Om te overwinnen van de beperkingen van eerdere dierlijke EEG methodologieën, waaronder de intrinsieke complexiteit van dierlijke voorbereiding, invasiviteit, hoge kosten, verspilling en zwakke mechanische sterkte, we gestreefd naar de ontwikkeling van een nieuwe elektrode dat vertoont flexibiliteit, droge type status, multi-kanaals mogelijkheden, niet-invasiviteit en herbruikbaarheid. In het volgende protocol beschrijven we het proces voor het meten van visual evoked potentiële (VEP) opnames op de hoofdhuid van een muis met behulp van een droge, niet-invasieve, multi-kanaals EEG-sensor. Deze methode maakt gebruik van gemakkelijk beschikbare middelen, dus het verlagen van de belemmering voor de indienststelling van dierproeven op het gebied van de biomedische technologie.