Alta densidad de registros de EEG de los ratones se mueven libremente con poliamida basado microelectrodos
11 de enero de 2011
En este artículo se describe el procedimiento de la cirugía y el manejo de consejos para la implantación de ultra-delgada serie de microelectrodos de poliamida basado en (PBM-matriz) en el cráneo del ratón para la adquisición de alta densidad encefalografía (EEG) en un modelo murino.
Hola, soy Mina Lee del Laboratorio Gen Choice en el Centro de Neurociencia del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología. Hoy demostraremos la condición de alta densidad de EG en el modelo de masa con matriz de microelectrodos basada en polímero. El procedimiento incluye la configuración de los instrumentos, la preparación de los animales para la cirugía y la realización de cirugía estereotáxica.
Después de la cirugía, realizaremos la grabación de EEG y luego analizaremos los datos. Comencemos. Antes de iniciar la cirugía, prepare los instrumentos estereotáxicos y todos los materiales necesarios.
El ambiente debe estar limpio. Prepare el ratón para la cirugía. Demostraré hoy la cirugía utilizando un ratón híbrido de 17 semanas de edad, de la cepa básica seis negro seis J 1 29 s cuatro S-V-J-A-E.
También podemos utilizar ratones que pesen más de 25 gramos. Anestesie al ratón mediante una inyección intraperitoneal de un cóctel que contiene 120 miligramos por kilogramo de ketamina y 6 miligramos por kilogramo de xilacina. Prense suavemente la cola del ratón o el dedo del pie para asegurarse de que el ratón esté suficientemente anestesiado antes de proceder con la cirugía.
Para comenzar la cirugía, coloque el animal sobre el estereotáxico. Introduzca las barras de aire en el conducto auditivo del ratón una por una y ajústelas firmemente. Aplique un poco de metanol sobre su cabeza y luego delimite la forma del cuero cabelludo.
Inyecte, realice una incisión anteroposterior desde entre los ojos hasta entre las orejas y el cráneo. Pince la piel del ratón utilizando pinzas microquirúrgicas para mantener la incisión bien abierta. Retire cualquier tejido o membrana residual del cráneo con hisopos esterilizados.
Coloque el rotulador por encima de su cabeza. Marque los puntos BMA lambda. Luego retire el rotulador y marque los puntos utilizando un rotulador viejo pero de buena calidad.
Justo en el blanco. El punto. Coloque el electrodo de película sobre la cabeza y coloque una gota de agua T sobre el cráneo.
Coloque la BMA en la mitad de la quinta capa del Ontario de la matriz microelectro polióptima. Retire la película cuidadosamente de medial a lateral con hisopos de algodón humedecidos en agua. Espere unos minutos hasta que se seque completamente.
Esto ayuda a lograr una mejor adherencia. Haga tres marcas con un bolígrafo a base de aceite en el espacio residual. Estas marcas indican los lugares donde perforará.
Tenga mucho cuidado al perforar los orificios para no tocar el interior. Coloque los tres tornillos de fijación de las líneas estériles sobre el cráneo e insértelos hasta que queden firmemente sujetos en el borde. Mezcle una porción espesa de cemento dental líquido y cubra con ella los tornillos de los electrodos de película y el resto del cráneo.
Prepare otro lote y utilícelo para cubrir completamente el electrodo. Descubra nuevamente los tornillos para asegurarlo. Recuerde, esta persona no debe quedar debajo del electrodo de película.
Coloque un doble signo que tenga cinta en la parte posterior del plano del conector. Coloque un palo rígido como una correa en la parte media del cráneo utilizando un pegamento fuerte. En el experimento de hoy, uso la punta de un hisopo de corte para este paso del palo; manipule la posición del conector hacia atrás hasta que haga contacto con la punta del lugar de corte.
La distancia entre el cráneo y el conector debe ser mayor a cinco milímetros. Pegue el plano del conector en la punta del hisopo de algodón agregando una cola fuerte. Cubra el resto del área expuesta con cemento de acrílico.
Después del fraguado del cemento, retire las abrazaderas y agite la piel. Retire el ratón del parus y cubra el espacio adicional. Con cemento dental acrílico, aplique ácido antibiótico sódico alrededor del cemento y del área de sutura.
Coloque el ratón en su propia jaula y otorgue un período de recuperación de cinco días. Conecte el ratón al EEG y permita más de una hora para habituación. Después de una hora, realice la grabación del EEG; llevamos a cabo la adquisición de EEG de alta densidad en un modelo de ratón mediante una matriz de microelectrodos basada en polímeros.
Al realizar este procedimiento, es importante recordar manipular con cuidado la película electro Tri, ya que solo tiene siete micrómetros de grosor. A, se necesita una gota de agua del grifo cuando reorganice el electrodo. Si omite este paso, el electrodo puede girarse fácilmente; asegúrese de que los dentales acrílicos hechos con alta viscosidad no penetren debajo de la película.
Después de la grabación, realizamos un análisis fuera de línea utilizando meth lab para elaborar varias gráficas cerebrales que permitan visualizar claramente las actividades cerebrales en ratones. Esta es la señal representativa de EEG multicanal tras la inyección de GBL. En el panel izquierdo, puede observarse la señal representativa de EEG multicanal tras la inyección de GBL en el panel derecho.
Se presentan mapas de topografía cerebral, como el retardo temporal de la potencia promedio, la intensidad máxima promedio y el mapa de probabilidad promedio del inicio de la crisis. Eso es todo. Gracias por ver.
Descripción general
Este artículo demuestra el procedimiento quirúrgico para implantar un arreglo de microelectrodos basado en poliimida (arreglo PBM) sobre el cráneo de un ratón, lo que permite la adquisición de EEG de alta densidad en un modelo murino.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Electrofisiología
- Ingeniería biomédica
Antecedentes
- El EEG de alta densidad es fundamental para estudiar la actividad cerebral.
- Las matrices de microelectrodos basadas en poliimida ofrecen ventajas en la calidad de la grabación.
- Comprender las técnicas quirúrgicas es esencial para una implantación exitosa.
- Los modelos de ratón se utilizan comúnmente en la investigación en neurociencia.
Objetivo del estudio
- Proporcionar un protocolo quirúrgico detallado para la implantación de matrices de PBM.
- Facilitar grabaciones de EEG de alta densidad en ratones.
- Mejorar los métodos de adquisición de datos en la investigación en neurociencia.
Métodos Utilizados
- Preparación de los instrumentos quirúrgicos y anestesia del animal.
- Aplicación de técnicas de cirugía estereotáxica.
- Manejo cuidadoso de la matriz de microelectrodos ultradelgada.
- Recuperación postoperatoria y adquisición de datos de EEG.
Resultados principales
- Implantación exitosa del arreglo PBM en el cráneo del ratón.
- Grabaciones de EEG de alta calidad obtenidas tras la cirugía.
- El análisis de datos reveló patrones significativos de actividad cerebral.
- Se demostró la importancia de técnicas quirúrgicas cuidadosas.
Conclusiones
- El procedimiento descrito es efectivo para la adquisición de EEG de alta densidad.
- El manejo adecuado de la matriz de microelectrodos es fundamental.
- Este método puede impulsar la investigación en el análisis de la actividad cerebral.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El EEG de alta densidad en ratones libres de movimiento permite descartar mecanismamente hipótesis sobre circuitos neuronales al vincular firmas electrofisiológicas con el comportamiento en modelos genéticamente manipulables. Este enfoque apoya la validación de dianas en el descubrimiento de fármacos neuropsiquiátricos al proporcionar lecturas cuantitativas y reproducibles de la actividad de redes relacionadas con mecanismos de enfermedad. La matriz de microelectrodos basada en poliimida mejora la fidelidad de la señal y la capacidad de grabación crónica, aumentando la confianza predictiva en las evaluaciones de eficacia preclínica.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas mediante la correlación de ritmos de EEG con estados conductuales específicos en modelos relevantes para la enfermedad.
- Valor operativo: Proporciona una plataforma estandarizada para la validación funcional de objetivos terapéuticos utilizando la actividad neural a gran escala como lectura fenotípica.
Desarrollo de pruebas y cribado
- Valor científico: Genera salidas cuantificables y multivariantes de EEG adecuadas para el desarrollo de ensayos en programas de cribado de fármacos del sistema nervioso central.
- Valor operativo: Facilita la estandarización de ensayos mediante implantes crónicos de electrodos reutilizables que reducen la variabilidad entre sesiones.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Facilita la identificación de biomarcadores traslacionales al alinear las firmas de EEG en ratones con los correlatos de EEG humanos en trastornos neuropsiquiátricos.
- Valor operativo: Permite el monitoreo longitudinal del compromiso del objetivo y la modulación del circuito a lo largo de las fases del estudio preclínico.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
El método se integra en el continuo de descubrimiento desde la generación de hipótesis hasta la optimización de compuestos líderes, proporcionando datos neuronales dinámicos a nivel de sistemas que orientan la selección de objetivos y la priorización de compuestos.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la reducción de riesgos mecanicistas al revelar cómo manipulaciones genéticas o farmacológicas afectan la dinámica de redes cerebrales a gran escala.
- Selección: Proporciona lecturas de EEG con alta dimensionalidad y resolución temporal que mejoran la precisión del cribado de compuestos, más allá de las mediciones de neuronas individuales o medidas globales.
- Análisis: Permite la comparación cuantitativa de condiciones mediante métricas de potencia espectral, coherencia y probabilidad de convulsión derivadas de grabaciones multicanal.
- Investigación Translacional: Se alinea con estrategias de biomarcadores al capturar fenotipos de EEG predictivos de resultados clínicos en modelos de epilepsia y trastornos del sueño.
- Reutilización Empresarial: Representa una plataforma neurofisiológica reutilizable aplicable en múltiples programas terapéuticos del SNC y clases de dianas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva al reducir la ambigüedad en el mecanismo objetivo mediante la observación directa de los efectos a nivel de red.
- Valor operativo: Mejora la reproducibilidad y escalabilidad de los experimentos de EEG mediante protocolos quirúrgicos estandarizados y un diseño de implante crónico.
- Valor estratégico: Mejora la calidad de las decisiones de avance o interrupción al proporcionar datos objetivos de eficacia a nivel de sistemas en una etapa temprana del proceso de descubrimiento.
- Impacto en la cartera: Permite un avance ajustado al riesgo al identificar compuestos con perfiles favorables de modulación de red antes de realizar inversiones preclínicas costosas.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en cirugía estereotáxica y manejo de microelectrodos debido a la estructura ultradelgada y bifurcada del arreglo.
- Depende del acceso a instrumentación de electrofisiología capaz de adquirir señales de alta densidad y sincronizarlas con el monitoreo del comportamiento.
- Necesita la estandarización de los cuidados posoperatorios y los tiempos de recuperación para garantizar una calidad de señal consistente entre los animales.
- Implica consideraciones de adaptación para diferentes cepas de ratones y fondos genéticos que afectan el grosor del cráneo y el acceso quirúrgico.
- Está limitado por el desafío técnico de prevenir la permeación de líquidos bajo el electrodo de película durante la aplicación del cemento dental, como se indica en el protocolo.
