ポリイミドベースのマイクロ電極を用いて自由に動くマウスの高密度脳波録音

こんにちは。韓国科学技術研究院（KIST）神経科学センターのGen Choice LaboratoryのMina Leeです。本日は、ポリマーベースのマイクロ電極アレイを用いた、マウスモデルにおける高密度EGの条件について実演します。手順には、装置のセットアップ、手術に向けた動物の準備、および定位固定手術の実施が含まれます。

手術後、EEG記録を行い、その後データを解析します。それでは始めましょう。手術を開始する前に、ステレオタキシス器具と必要なすべての材料を準備してください。

環境を清潔に保ってください。マウスの手術準備を行います。本日の手術では、17週齢のB6.Cg-J129S4-SvJAEハイブリッドマウスを用いて実演します。

25 g以上のマウスを使用することも可能です。ケタミン120 mg/kgおよびキシラジン6 mg/kgを含むカクテル液を腹腔内注射し、マウスを麻酔します。マウスの尾を軽くつまみ、手術を進めるのに十分な深度まで麻酔がかかっていることを確認してください。

手術を開始するために、動物を脳定位固定装置に固定します。マウス用コネールにエアバーを一本ずつ挿入し、しっかりと固定してください。頭部にメタノールを塗布し、頭頂部の毛を剃ります。

注入後、両眼の間から両耳の間にかけて頭蓋骨に前後方向の切開を加えます。切開部を広く開いたままにするため、マイクロクランプを用いてマウスの皮膚をつまみます。滅菌済みの綿棒を使用して、頭蓋骨に残っている組織や膜を取り除きます。

マーキングペンを頭の上に置きます。BMA lambdaポイントに印を付けます。その後、マーキングペンを取り除き、使い古したベストペンを用いてポイントをマークします。

正確に合わせます。その一点です。フィルム電極を頭の上に持っていき、頭蓋骨の上にT waterを1滴垂らします。

BMAをポリ製のベストマイクロ電極アレイ（poly best micro electro array）のオンタリオ（Ontario）の第5層の中央に配置します。水を含ませた柔らかい綿棒を用いて、内側から外側に向けて慎重にフィルムを拭き取ります。完全に乾燥するまで数分間待ちます。

これにより密着性が向上します。油性ペンを用いて、残りのスペースに3か所の印を付けます。これらの印の位置に穴あけ加工を行います。

内側に触れないよう、注意深く穴をあけてください。3本のステレオタキシス固定ネジを頭蓋骨に配置し、しっかりと固定されるまで締め込みます。歯科用セメントを適切に調合して粘り気のある状態にし、電極固定ネジと頭蓋骨の残りの部分を覆います。

もう一度バッチを作成し、電極を完全に覆うように使用します。再度ネジを出し、電極を固定します。このネジがフィルム電極の下に入らないように注意してください。

コネクタ面の背面にテープを貼ったダブルサインを装着します。強力接着剤を用いて、頭蓋骨の中央にストラップとして硬いスティックを固定します。本日の実験では、このスティックの工程に綿棒の先端を使用し、コネクタの位置を後方に動かして綿棒の先端に接触させます。

頭蓋骨とコネクタの間の距離は5 mm以上にしてください。強力接着剤を使用して、コネクタ平面を綿棒の先端に固定します。残りの開放領域をアクリルセメントで覆います。

セメントの硬化後、クランプを取り外し、皮膚をかき混ぜます。マウスをパルスから取り出し、余白部分を覆います。アクリル歯科用セメントを用いて、セメントおよび縫合部位の周囲に抗生物質ナトリウムを塗布します。

マウスを個別のケージに入れ、5日間の回復期間を設ける。マウスをEEGに接続して固定し、1時間以上の順化時間を設ける。1時間後、EEG記録を行う。本研究では、ポリマーベースのマイクロ電極アレイを用いて、マウスモデルにおける高密度EEGの取得を行った。

この手順を行う際は、電極フィルムの厚さがわずか 7 µm であるため、慎重に取り扱うことが重要です。電極を再配置する際には、水道水を一滴加える必要があります。このステップを省略すると、電極が容易に回転してしまう可能性があります。また、高粘度の実用的なアクリル樹脂がフィルムの下に浸透しないように注意してください。

記録後、meth labを用いてオフライン解析を行い、マウスの脳活動を明確に視覚化するために、いくつかの脳グラフを作成します。これは、GBL投与後の代表的な多チャンネルEEG信号です。左側のパネルには、右側のパネルに示したGBL投与後の代表的な多チャンネルe信号を確認できます。

平均パワー時間遅延、平均ピーク強度、および発作開始の平均確率マップなどの脳トポグラフィーマップを提示しました。以上です。ご視聴ありがとうございました。