2011年1月11日
本文介绍了在小鼠颅骨上植入超薄聚酰亚胺基微电极阵列(PBM-array)以获取小鼠模型高密度脑电图(EEG)的手术步骤及操作要点。
大家好,我是来自韩国科学技术院神经科学中心Gen Choice实验室的Mina Lee。今天我们将演示在基于多通道微电极阵列的大鼠模型中进行高密度脑电图记录的实验条件。该实验流程包括仪器准备、动物手术前处理以及立体定位手术操作。
手术后,我们将进行脑电图记录,然后分析数据。现在开始吧。在开始手术前,先安装好立体定位仪并准备好所有所需的材料。
环境应当保持清洁。准备进行手术的小鼠。今天我将使用一只17周龄的C57BL/6J × 129S4/SvJae杂交小鼠来演示手术过程。
我们也可以使用体重超过25克的小鼠。通过腹腔注射含有每千克120毫克的氯胺酮和每千克6毫克的赛拉嗪的混合物来麻醉小鼠。轻轻捏住小鼠尾巴或脚趾,以确保小鼠已充分麻醉,可以进行手术。
开始手术时,将动物固定在立体定位仪上。依次将耳杆插入小鼠的耳道并固定牢固。在其头部滴加一些甲醇,然后塑形其头部的毛发区域。
注射后,从两眼之间至两耳之间的颅骨处做一个前后方向的切口。使用微型钳夹夹住小鼠皮肤,以保持切口张开。用灭菌的棉签清除颅骨上残留的任何组织或膜。
将记号笔置于其头部上方。标记BMA lambda点。然后取下记号笔,使用一支旧的优质笔标记这些点。
准确到位。将薄膜电极移至头部上方,并在颅骨上滴一滴 T 水。
将BMA放置在多层最佳微电极阵列的安大略结构第五层的中央位置。使用柔软的棉签从内侧向外侧小心地擦拭薄膜。等待数分钟,直至其完全干燥。
这有助于更好地定位。使用油性笔在剩余空间处标记三个点,这些点即为钻孔位置。
钻孔时需格外小心,避免触碰颅骨内部。将三根灭菌线导向螺钉放置于颅骨上,并旋紧至牢固固定。配制一批浓度较高的液态精确齿科水泥,覆盖薄膜电极螺钉及颅骨其余部分。
再制备一批,并用它完全覆盖电极。再次露出螺丝以固定电极。请记住,此人不应位于薄膜电极下方。
将背面带有胶带的双号标志贴在连接器平面的背面。使用强力胶将一根硬质细棒作为绑带固定在颅骨中部。在本次实验中,我使用棉签切割端的尖端作为该细棒,调整连接器的位置使其向后移动,直至与切割位置的尖端接触。
颅骨与连接器之间的距离应大于五毫米。在棉签末端涂抹强力胶,将连接器底面粘附其上。使用丙烯酸类骨水泥覆盖其余暴露区域。
水泥固化后,取下夹具并搅动皮肤。将小鼠从耳廓处移开,并覆盖多余空间。使用丙烯酸牙科水泥,在水泥周围及缝合区域涂抹抗生素钠盐。
将小鼠放入单独的笼子中,并给予五天的恢复期。将小鼠连接至脑电图(EEG)设备,进行电极点燃,并提供超过一小时的适应时间。一小时后开始脑电图记录,我们在小鼠模型中使用基于聚合物的微电极阵列获取了高密度脑电图数据。
进行此操作时,重要的是要记住轻柔地处理薄膜电极,因为它仅有七微米厚。在调整电极位置时,需要一滴自来水。如果省略此步骤,电极容易发生翻转,同时需确保使用高黏度丙烯酸树脂制作的牙科材料不会渗透到薄膜下方。
记录完成后,我们使用 meth lab 进行离线分析,绘制多种脑图谱,以清晰地可视化小鼠的脑部活动。这是注射 GBL 后的代表性多通道 EEG 信号。在左侧面板中,可以看到注射 GBL 后的代表性多通道 EEG 信号,右侧面板亦然。
展示了脑地形图,包括平均功率时间延迟、平均峰值强度以及癫痫发作起始的平均概率图。以上就是全部内容。感谢观看。
本文演示了在小鼠颅骨上植入基于聚酰亚胺的微电极阵列(PBM-阵列)的手术步骤,可在小鼠模型中实现高密度脑电图(EEG)信号采集。
在自由活动的小鼠中进行高密度脑电图记录,可通过将电生理特征与可遗传操作模型中的行为联系起来,实现对神经环路假说的机制性风险评估。该方法通过提供与疾病机制相关的神经网络活动的定量、可重复的读出结果,支持神经精神药物研发中的靶点验证。基于聚酰亚胺的微电极阵列提高了信号保真度和长期记录能力,从而增强了临床前疗效评估的预测可靠性。
该方法通过提供可指导靶点选择和化合物优先排序的动态、系统水平的神经数据,融入从假设生成到先导化合物优化的整个发现流程。