Summary

Enregistrement d'EEG dans des rats néonatals à déplacement libre à l'aide d'une nouvelle méthode

Published: May 29, 2017
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Summary

Ici, nous introduisons une nouvelle technique conçue pour enregistrer l'électrodéphalographie (EEG) dans les chiots épileptiques néonataux à déplacement libre et décrire ses procédures, leurs caractéristiques et leurs applications. Cette méthode permet d'enregistrer EEG pendant plus d'une semaine.

Abstract

L'EEG est une méthode utile pour détecter l'activité électrique dans le cerveau. En outre, il s'agit d'un outil de diagnostic largement utilisé pour diverses affections neurologiques, telles que l'épilepsie et les troubles neurodégénératifs. Cependant, il est techniquement difficile d'obtenir des enregistrements EEG chez les nouveau-nés car il nécessite une manipulation spécialisée et un grand soin. Ici, nous présentons une nouvelle méthode pour enregistrer EEG chez les chiots de rats néonataux (P8-P15). Nous avons conçu une électrode simple et fiable utilisant des loci de broches informatiques; Il peut être facilement implanté dans le crâne d'un chien de rat pour enregistrer des signaux EEG de haute qualité dans le cerveau normal et épileptique. Les chiots ont reçu une injection intrapéritonéale (ip) de l'acide neurotoxine kainique (KA) pour induire des crises épileptiques. L'implantation chirurgicale effectuée dans cette procédure est moins coûteuse que les autres procédures EEG pour les nouveau-nés. Cette méthode permet d'enregistrer des signaux EEG de haute qualité et stables pendant plus d'une semaine. En outre, cette procédure peut également être appliquée à l'adulte raTs et souris pour étudier l'épilepsie ou d'autres troubles neurologiques.

Introduction

Il est bien établi qu'une communication continue entre les neurones est requise pour obtenir une fonction cérébrale normale. La communication interneuronale se déroule principalement dans les synapses, où l'information provenant d'un neurone est transmise à un deuxième neurone. Cette transmission synaptique est médiée par deux types d'arrangements structurels dédiés: synapses électriques ou chimiques 1 . L'électrophysiologie est le domaine qui capture le potentiel électrique produit lors de la communication interneuronale qui contrôle les fonctions et le comportement du corps 2 . L'EEG est la méthode la plus couramment utilisée parmi de nombreuses techniques électrophysiologiques.

L'EEG est une technique utilisée pour détecter les changements dans les signaux électriques produits par des stimuli internes ou externes. En outre, c'est un test essentiel pour le diagnostic clinique et la prédiction des résultats de diverses affections neurologiques telles que l'épilepsie, la maladie de Parkinson et la maladie d'AlzheimerE, ainsi que les effets des agents pharmacologiques et toxicologiques 3 . Généralement, un patient épileptique montre une hyperexcitabilité et une connectivité fonctionnelle réduite dans le cerveau; Ceux-ci sont résumés comme des décharges interculturelles d'épileptiforme (IED) et peuvent être enregistrés par EEG sous la forme de pointes pointues et transitoires; Ondes nettes; Complexes piquants; Ou polyspikes 4 . La principale caractéristique du cerveau épileptique est l'apparition spontanée de convulsions épileptiques, qui peuvent être enregistrées à partir du cuir chevelu ou du parenchyme cérébral afin de localiser la zone cérébrale responsable des crises 5 . En outre, EEG a également des implications très importantes dans les troubles neurodégénératifs comme la maladie d'Alzheimer (AD). La recherche suggère que les enregistrements d'EEG altérés et les réseaux oscillants altérés chez les patients atteints d'AD sont fréquents. Cependant, notre connaissance de la pathophysiologie des oscillations du réseau dans les maladies neurodégénératives iEst étonnamment incomplet et doit être exploré plus avant 6 .

Dans ce protocole, nous avons conçu une électrode simple avec laquelle on peut enregistrer EEG pour comprendre la communication électrique dans le cerveau normal et le cerveau pathologique. L'implantation chirurgicale dans cette méthode est moins coûteuse que les autres procédures disponibles 7 . En outre, cette méthode peut être utilisée pour enregistrer des signaux EEG de haute qualité et stables pour des délais plus longs ( c.-à-d. 2-4 h tous les jours pendant 1 semaine). En outre, nous avons utilisé des électrodes plus légères (pesant environ 26 mg) qui permettent aux animaux de se comporter plus naturellement 8 . Cette méthode est largement applicable à l'étude de l'EEG chez les chiots de rat néonatale qui nécessite l'amplificateur et le numériseur, couramment utilisé dans le laboratoire d'électrophysiologie et ne nécessite aucun dispositif supplémentaire.

Protocol

Les procédures de soins, d'intervention chirurgicale et d'enregistrement des animaux étaient conformes aux lignes directrices pour le Comité de soins et d'utilisation des animaux de l'Université normale de Chine du Sud. 1. Préparation de l'électrode (figure 1A-C) REMARQUE: Les loci des broches de l'ordinateur sont simplement un contact en longueur comme une partie de l'interface du signal dans les dispositifs de communication. Il s…

Representative Results

Si les procédures chirurgicales ci-dessus sont menées correctement, un enregistrement EEG de neonatat de rat d'un canal sera exécuté avec succès. 10 min après l'injection de KA, un schéma régulier de signes comportementaux a émergé sous la forme de mouvements irréguliers, de rayures, de tremblements et de perte d'équilibre. La figure 2 montre les traces représentatives d'EEG brutes et les traces expansées interictal, ictal-tonique et ictal-clonique. Le…

Discussion

Ici, nous signalons des procédures chirurgicales et d'enregistrement pour acquérir EEG dans les chiots de rats néonataux à déplacement libre par méthode filaire ( Figure 3 ). Il a été suggéré que le chi de rat P7-P12 est à l'âge de développement qui correspond à un nouveau-né humain à terme 10 , 11 . Il est techniquement difficile d'obtenir des données d'enregistrement EEG de haute qualité lorsqu'ils travail…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par la Natural Science Foundation of China (31171355) et la Natural Science Foundation de Guangdong (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

  1. Pereda, A. E. Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses. Nat Rev Neurosci. 15 (4), 250-263 (2014).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Staba, R. J., Stead, M., Worrell, G. A. Electrophysiological biomarkers of epilepsy. Neurotherapeutics. 11 (2), 334-346 (2014).
  6. Nimmrich, V., Draguhn, A., Axmacher, N. Neuronal Network Oscillations in Neurodegenerative Diseases. Neuromolecular Med. 17 (3), 270-284 (2015).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Dzhala, V. I., et al. NKCC1 transporter facilitates seizures in the developing brain. Nat Med. 11 (11), 1205-1213 (2005).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).

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Cite This Article
Huo, Q., Tabassum, S., Misrani, A. A., Long, C. Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method. J. Vis. Exp. (123), e55489, doi:10.3791/55489 (2017).

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