Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione della Scienza Naturale della Cina (31171355) e dalla Fondazione della Scienza Naturale del Guangdong (S2011010003403, 2014A030313440).

La cura degli animali, la procedura chirurgica e le procedure di registrazione sono state conformi alle linee guida del comitato per la cura e l&#39;uso degli animali normali dell&#39;Università del Sud della Cina. 1. Preparazione elettrodi (Figura 1A-C) NOTA: Il pin loci del computer è semplicemente un contatto a contatto come parte dell&#39;interfaccia di segnale nei dispositivi di comunicazione. È costituito da un connettore maschio che si collega al connettore femmina. <ol><li> Separare con cautela i perni maschi e femmine dal perno del computer ( Figura 1A ) con l&#39;aiuto di un pincer. Collegare i perni maschi e femmine per formare un elettrodo e applicare cianoacrilato per creare un forte legame adesivo ( figura 1C ). </li><li> Mettere gli elettrodi in un bicchiere pieno di acqua distillata per e metterlo in un detergente ultrasonico per 10 min. Spostarli in un forno a secco a 45 ° C per 30 minuti. Sterilizzare gli elettrodi con luce UV per 30 min. </li></ol> 2. Procedura chirurgica (Figura 1D-F) <ol><li> Preparare gli strumenti chirurgici sterilizzati e gli apparecchi stereotossici. Anestetizzare il cucciolo al neonato con anestesia isoflurana (2,5%) con aria. Quando il cucciolo è profondamente anestetizzato, regolare la dose di isoflurano all&#39;1, 0%. Eseguire un pizzico di coda o punta prima della chirurgia per assicurare la giusta profondità dell&#39;anestesia. </li><li> Fissare la testa del cucciolo nell&#39;apparato stereotossico posando le barre degli orecchi nei canali dell&#39;orecchio e leggermente stringendoli. NOTA: Non stringere eccessivamente le barre d&#39;orecchio, poiché il cranio neonatale è molto morbido. </li><li> Mantenere il campo chirurgico sterile spruzzando tutte le apparecchiature con il 70% di etanolo. Effettuare un&#39;incisione di 15 mm sulla testa usando un bisturi. Usando le pinze, tirare delicatamente il cuoio capelluto dalla linea mediana ai quattro angoli. Mettere un po &#39;di cotone imbevuto di soluzione salina sotto la pelle per mantenere l&#39;incisione aperta ( Figura 1D ). </li><li> Trova i punti bregma e lambda sul cranioE contrassegnarli con una matita. Utilizzare un ago a siringa (26 G) per realizzare due fori della burrata nella corteccia prefrontale (PFC) e nell&#39;ippocampo. NOTA: Il PFC si trova a +1,8 mm posteriormente al bregma e -0,5 mm lateralmente alla linea mediana, mentre l&#39;ippocampo è posizionato a -2,0 mm anteriori a bregma e ± 0,5 mm laterali alla linea mediana ( Figura 1D e E ). La profondità dell&#39;elettrodo non deve superare i 2 mm sotto la superficie corticale per ridurre al minimo i danni cerebrali. </li><li> Utilizzare pinze per tenere gli elettrodi e inserire rispettivamente gli elettrodi di riferimento e di registrazione nel PFC e nell&#39;ippocampo. Applicare unguento eritromicina intorno all&#39;elettrodo per evitare eventuali infezioni. Fissare l&#39;elettrodo usando cianoacrilato. </li><li> Preparare il cemento acrilico dentale in modo che abbia una consistenza leggiadrabile e viscosa. Applicare il cemento dentale per coprire gli elettrodi e il resto del cranio. NOTA: Asciugare bene il cranio prima di applicare il cemento dentale. </li&gt; <li> Applicare 5% di acido picrico sugli elettrodi per proteggerli. NOTA: L&#39;intera procedura deve essere eseguita in un cappuccio di biosicurezza per mantenere le condizioni sterili. </li><li> Rimuovere l&#39;animale dalla struttura stereotaxicica e iniettare 300 μL di glucosio al 10% sottocutaneo. Metterlo su una coperta riscaldata per il recupero. Assicurarsi che l&#39;animale sia caldo (37 ° C) e ambulatorio ( cioè completamente recuperato). Somministrare buprenorfina intraperitonealmente (0,05 mg / kg) per il dolore post-chirurgico. NOTA: Non lasciare un animale incustodito finché non ha ripreso sufficiente coscienza (comportamento e movimento normali). </li><li> Ritorna il cucciolo alla sua gabbia di casa con la loro diga dopo che ristabilisce la coscienza. Attendere due giorni fino a che l&#39;animale non sia completamente recuperato. </li></ol> 3. Registrazione EEG <ol><li> Dopo il ripristino completo, collegare gli elettrodi implantati sul cranio del cucciolo all&#39;amplificatore nella propria gabbia. Collegare l&#39;amplificatore ad un cavo analogico-digitaleOnverter e collegare il convertitore ad un computer; Le linee di collegamento devono essere trattate attentamente in modo che non si aggrappano. </li><li> Selezionare almeno 10.000 Hz di frequenza di campionamento sull&#39;unità di acquisizione dati per la registrazione (la larghezza di banda del trasmettitore è 1-100 Hz). Assicurarsi che i dati siano campionati correttamente. </li><li> Dopo avere ottenuto la registrazione baseline, iniettare il cucciolo intraperitonealmente con acido kainico (KA) (2 mg / kg) per indurre crisi epilettiche. 15 minuti dopo l&#39;iniezione di KA osservare e registrare gli scarichi epilettici. I sequestri prodotti attraverso KA sono solitamente fisici. NOTA: La durata ictal-tonic è di circa 15,2 ± 0,9 s, la durata della sequenza è di circa 62 ± 5 s. È possibile prevenire sequestri nel ratto neonatale dando l&#39;iniezione IP di cloridrato (400 mg / kg). </li><li> Salvare i dati digitalizzati e analizzarli utilizzando pacchetti software di elaborazione del segnale, ad esempio spike2. Rivelare il livello di potenza dei diversi componenti di frequenza nel segnale EEG neonatale da perfL&#39;analisi di spettro di potenza. Calcola la potenza in un tempo di 1 min, trovando l&#39;ampiezza radice-media quadrata da 1 a 100 Hz (banda EEG) 9 . </li></ol>

<ol>
	<li>Pereda, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+synapses+and+their+functional+interactions+with+chemical+synapses.">Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses.</a> Nat Rev Neurosci. 15 (4), 250-263 (2014).</li><li>Chorev, E., Epsztein, J., Houweling, A. R., Lee, A. K., Brecht, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+recordings+from+behaving+animals--going+beyond+spikes.">Electrophysiological recordings from behaving animals--going beyond spikes.</a> Curr Opin Neurobiol. 19 (5), 513-519 (2009).</li><li>Freeborn, D. L., McDaniel, K. L., Moser, V. C., Herr, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Toxicol Appl Pharmacol. 282 (2), 184-194 (2015).</li><li>Werhahn, K. J., Hartl, E., Hamann, K., Breimhorst, M., Noachtar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Latency+of+interictal+epileptiform+discharges+in+long-term+EEG+recordings+in+epilepsy+patients.">Latency of interictal epileptiform discharges in long-term EEG recordings in epilepsy patients.</a> Seizure. 29, 20-25 (2015).</li><li>Staba, R. J., Stead, M., Worrell, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+biomarkers+of+epilepsy.">Electrophysiological biomarkers of epilepsy.</a> Neurotherapeutics. 11 (2), 334-346 (2014).</li><li>Nimmrich, V., Draguhn, A., Axmacher, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+Network+Oscillations+in+Neurodegenerative+Diseases.">Neuronal Network Oscillations in Neurodegenerative Diseases.</a> Neuromolecular Med. 17 (3), 270-284 (2015).</li><li>Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Dudek, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+Continuous+EEG+Monitoring+in+Small+Rodent+Models+of+Human+Disease+Using+the+Epoch+Wireless+Transmitter+System.">Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System.</a> J Vis Exp. (101), e52554 (2015).</li><li>Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Fisher, J. H., Ekstrand, J. J., Dudek, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+EEG+in+immature+rats+with+a+novel+miniature+telemetry+system.">Recording EEG in immature rats with a novel miniature telemetry system.</a> J Neurophysiol. 109 (3), 900-911 (2013).</li><li>Dzhala, V. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NKCC1+transporter+facilitates+seizures+in+the+developing+brain.">NKCC1 transporter facilitates seizures in the developing brain.</a> Nat Med. 11 (11), 1205-1213 (2005).</li><li>Tucker, A. M., Aquilina, K., Chakkarapani, E., Hobbs, C. E., Thoresen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+amplitude-integrated+electroencephalography+and+interburst+interval+in+the+rat.">Development of amplitude-integrated electroencephalography and interburst interval in the rat.</a> Pediatr Res. 65 (1), 62-66 (2009).</li><li>Savard, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Involvement+of+neuronal+IL-1beta+in+acquired+brain+lesions+in+a+rat+model+of+neonatal+encephalopathy.">Involvement of neuronal IL-1beta in acquired brain lesions in a rat model of neonatal encephalopathy.</a> J Neuroinflammation. 10, 110 (2013).</li><li>Cuaycong, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+approach+to+the+study+of+hypoxia-ischemia-induced+clinical+and+subclinical+seizures+in+the+neonatal+rat.">A novel approach to the study of hypoxia-ischemia-induced clinical and subclinical seizures in the neonatal rat.</a> Dev Neurosci. 33 (3-4), 241-250 (2011).</li></ol>

Gli autori dichiarano assenza di conflitto di interesse.

Qui riportiamo procedure chirurgiche e di registrazione per acquisire EEG in cuccioli di ratto neonatale liberamente in movimento mediante metodo cablato ( Figura 3 ). È stato suggerito che il cucciolo di topi P7-P12 è all&#39;età di sviluppo che corrisponde a un neonato umano a pieno termine 10 , 11 . E &#39;tecnicamente difficile ottenere dati di registrazione EEG di alta qualità quando si lavora con i cuccioli di ratto in questo gruppo di età. Inoltre, richiede una gestione specializzata e una grande cura 8 . Precedenti studi che esaminano le registrazioni in vivo di EEG in ratti neonatali sono state condotte utilizzando soluzioni di registrazione cablate in P12 o negli anziani 12 , ma questi approcci sono molto costosi. Basandosi su semplici elettrodi, siamo stati in grado di realizzare un elettrodo ( Figura 1 ) che riduce il costo dell&#39;esperimento a un minimo di $ 1 mentre ancora fornisce EEG ad alta densitàregistrazioni. L&#39;impianto chirurgico in questo metodo può richiedere fino a 10 minuti, a seconda della complessità dell&#39;intervento. I passi critici in questo protocollo sono l&#39;impianto degli elettrodi. Dovrebbe essere fatto con attenzione. Per mantenere il contatto costante dell&#39;elettrodo con il cranio, i seguenti passi sono importanti da considerare. Innanzitutto, rimuovere i detriti tissutali sul cranio con l&#39;aiuto di un tampone di cotone sterilizzato perché può disporre l&#39;elettrodo dal cranio. In secondo luogo, utilizzare correttamente il cianoacrilato per fissare l&#39;elettrodo con il cranio. In terzo luogo, mantenere l&#39;adeguata viscosità del cemento dentale. È meglio applicare cemento dentale in due strati; Il primo strato dovrebbe essere un po &#39;densa per coprire il cranio mentre il secondo strato dovrebbe essere un po&#39; corto per coprire gli angoli del primo strato. Toccare delicatamente il cemento dentale con una punta della pipetta per sistemarlo giù per fare il forte legame adesivo. Se è troppo acquoso può costruire uno strato isolante sotto l&#39;elettrOde, e se è troppo denso, il cemento dentale scenderà facilmente dal cranio a causa del proprio peso. È inoltre importante mantenere la temperatura corporea del pupino a 37 ° C per tutta la durata della chirurgia. L&#39;applicazione di questa procedura è limitata alla registrazione di EEG nei cuccioli di ratti neonatali tra le età di P8 e P15, poiché i cuccioli in crescita possono rimuovere il cemento dentale e l&#39;elettrodo dal loro cranio. In termini di ulteriori applicazioni, questo metodo può essere utilizzato anche per registrare l&#39;attività elettrica di ratti e topi adulti dopo modifica minima. Inoltre, questo metodo si presta bene ad utilizzare in vari esperimenti comportamentali, come il labirinto elevato più.

È ben accertato che la comunicazione continua tra i neuroni sia necessaria per ottenere una normale funzione cerebrale. La comunicazione interneuronale avviene principalmente in sinapsi, dove le informazioni da un neurone vengono trasmesse ad un secondo neurone. Questa trasmissione sinaptica è mediata da due tipi di strutture strutturali dedicate: sinapsi elettrici o chimici 1 . L&#39;elettrofisiologia è il campo che cattura il potenziale elettrico prodotto durante la comunicazione interneuronale che controlla le funzioni e il comportamento del corpo complessivo 2 . EEG è il metodo più comunemente usato tra molte tecniche elettrofisiologiche. EEG è una tecnica utilizzata per rilevare i cambiamenti nei segnali elettrici prodotti da stimoli interni o esterni. Inoltre, è un test essenziale per la diagnosi clinica e la predizione dei risultati di varie condizioni neurologiche come l&#39;epilessia, il morbo di Parkinson e AlzheimerE, nonché gli effetti degli agenti farmacologici e tossicologici 3 . In generale, un paziente epilettico mostra iperexcitabilità e compromettere la connettività funzionale all&#39;interno del cervello; Questi sono riassunti come scariche epilettiche interattive (IEDs) e possono essere registrate da EEG in forma di picchi affilati e transienti; Onde acute; Complessi ad onda a picco; O polyspikes 4 . La caratteristica principale del cervello epilettico è la comparsa spontanea di crisi epilettiche, che possono essere registrate sia dal cuoio capelluto o dal cervello parenchima per individuare l&#39;area cerebrale responsabile delle crisi epilettiche 5 . Inoltre, l&#39;EEG ha anche importanti implicazioni nei disturbi neurodegenerativi come la malattia di Alzheimer (AD). La ricerca suggerisce che le alterate registrazioni EEG e le reti oscillatorie compromesse nei pazienti AD sono comuni. Tuttavia, le nostre conoscenze sulla fisiopatologia delle oscillazioni di rete nelle malattie neurodegenerative iÈ sorprendentemente incompleto e deve essere ulteriormente esplorato 6 . In questo protocollo abbiamo progettato un semplice elettrodo con cui si può registrare EEG per comprendere la comunicazione elettrica sia nel cervello normale che nel cervello patologico. L&#39;impianto chirurgico in questo metodo è più economico di altre procedure disponibili 7 . Inoltre, questo metodo può essere usato per registrare segnali EEG di alta qualità e stabili per tempi più lunghi ( cioè 2-4 ore ogni giorno per 1 settimana). Inoltre, abbiamo utilizzato elettrodi più leggeri (pesa circa 26 mg) che permettono agli animali di comportarsi più naturalmente 8 . Questo metodo è ampiamente applicabile allo studio di EEG nei cuccioli di ratto neonatale che richiede l&#39;amplificatore e il digitalizzatore, comunemente usato nel laboratorio di elettrofisiologia e non richiede alcun dispositivo aggiuntivo.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Computer pin</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pincer</td>
			<td>DELI Group Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>502 super glue</td>
			<td>DELI Group Co., Ltd.</td>
			<td>7144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drying oven</td>
			<td>Boxun</td>
			<td>GZX-9140MBE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isofluorane</td>
			<td>RWD Life Science</td>
			<td>902-0000-522</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic apparatus</td>
			<td>RWD Life Science</td>
			<td>900-0068-507</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia apparatus</td>
			<td>RWD Life Science</td>
			<td>902-0000-510</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Homeothermic Heating Device</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>K 024509</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier Model 3000&#160;</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>61558</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro1401 Analog Digital converter</td>
			<td>Cambridge Electronic Design Ltd.</td>
			<td>4383</td>
			<td>Data acquisition unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spike2</td>
			<td>Cambridge Electronic Design Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

recording eeg in freely moving neonatal rats using a novel method

EEG è un metodo utile per rilevare l&#39;attività elettrica nel cervello. Inoltre, è uno strumento diagnostico ampiamente usato per varie condizioni neurologiche, come l&#39;epilessia e le patologie neurodegenerative. Tuttavia, è tecnicamente difficile ottenere le registrazioni EEG nei neonati in quanto richiede una manipolazione specializzata e una grande cura. Qui presentiamo un nuovo metodo per registrare EEG nei cuccioli di ratto neonatale (P8-P15). Abbiamo progettato un elettrodo semplice e affidabile usando pin loci del computer; Può essere facilmente impiantato nel cranio di un cucciolo di topi per registrare segnali EEG di alta qualità nel cervello normale e epilettico. I cuccioli sono stati somministrati un&#39;iniezione intraperitoneale (ip) dell&#39;acido cainico neurotossico (KA) per indurre crisi epilettiche. L&#39;impianto chirurgico eseguito in questa procedura è meno costoso di altre procedure EEG per i neonati. Questo metodo consente di registrare segnali EEG di alta qualità e stabili per più di una settimana. Inoltre, questa procedura può essere applicata anche ad adultiTs e topi per studiare l&#39;epilessia o altri disturbi neurologici.

<html> Se le suddette procedure chirurgiche sono condotte correttamente, sarà eseguita con successo una registrazione del neonato pupino di ratto del canale EEG. 10 minuti dopo l&#39;iniezione KA, un regolare schema di segni comportamentali è emerso sotto forma di movimenti irregolari e graffi, tremori e perdita di equilibrio. La Figura 2 mostra le tracce EEG esplosive rappresentative e le tracce espanse interattive, ictal-tonic e ictal-clonic. Gli schemi di scarico ETS intermittenti e ictali ricorrenti hanno iniziato 15-60 min (30 ± 5,2 min; media ± SEM) dopo l&#39;iniezione KA ( Figura 2A e 2B ). La figura 2D e 2E rappresentano le crisi tonico-cloniche che sono il tipo più comune. La durata ictal-tonic durò 15,2 ± 0,9 s ( figura 2D ). I risultati rappresentativi hanno mostrato che gli scarichi tonici sono stati seguiti da burst cloni ( Figura 2B, 2D e 2 E ). <html> E_content &quot;per: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/55489/55489fig1.jpg" /> Figura 1: Illustrazione del protocollo di impianto chirurgico. ( A ) Perni di computer minuscoli. ( B ) Perno femminile (a sinistra) e perno maschio (a destra). La barra di scala viene utilizzata per misurare la lunghezza del perno femminile. ( C ) Pin femmina e maschio connessa. ( D ) Cranio esposto. N. 1 presenta il sito di riferimento, n. 2 presenta Bregma, n. 3 e 4 presenti siti di registrazione, e n. 5 presenta Lambda. ( E ) Impianto elettrodo. N ° 1 presenta l&#39;elettrodo di riferimento, n. 3 e 4 presenti l&#39;elettrodo di registrazione. ( F ) Cucciolo di ratto recuperato (P9). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55489/55489fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a> D / 55489 / 55489fig2.jpg &quot;/&gt; Figura 2: sequestro neonatale indotto da KA. ( A ) Una traccia EEG rappresentata da un topo P10 che è stato iniettato con KA (2 mg / kg, ip) ha mostrato scariche ricorrenti di scoppio epilettico. ( B ) Visualizzazione estesa di scariche epilettiche simili a cluster a partire dalla scatola in A. ( C , D e E ) Le tracce tipiche interictali, ictal-tonic e ictal-clonic espanse dalla casella in B. ( F ) Dati summenzionati La potenza media EEG (1 min di tempo) prima e dopo l&#39;iniezione KA (media ± SEM). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55489/55489fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/55489/55489fig3.jpg" /> Figura 3: Impostazione della registrazione EEG. La registrazione di traccia rappresentativa è shoWn nel cucciolo di topo neonatale liberamente mobile. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55489/55489fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

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Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Qui introduciamo una nuova tecnica per la registrazione dell&#39;elettroencefalografia (EEG) nei cuccioli epilettici neonatali liberi e descrivere le sue procedure, le sue caratteristiche e le sue applicazioni. Questo metodo consente di registrare EEG per più di una settimana.

Registrazione di EEG nei ratti neonatali liberamente in movimento utilizzando un metodo novello

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

recording-eeg-in-freely-moving-neonatal-rats-using-a-novel-method

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

13.1K Views.  South China Normal University.  Qui introduciamo una nuova tecnica per la registrazione dell'elettroencefalografia (EEG) nei cuccioli epilettici neonatali liberi e descrivere le sue procedure, le sue caratteristiche e le sue applicazioni. Questo metodo consente di registrare EEG per più di una settimana. 

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Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement

Animal models of reinforcement have proven to be useful for understanding the neurobiological mechanisms underlying drug addiction. Operant drug self-administration and conditioned place preference (CPP) procedures are expansively used in animal research to model various components of drug reinforcement, consumption, and addiction in humans. For this study, we used a novel approach to studying drug reinforcement in rats by combining traditional CPP and self-administration methodologies. We assembled an apparatus using two Med Associate operant chambers, sensory stimuli, and a Plexiglas-constructed neutral zone. These modifications allowed our experiments to encompass motivational aspects of drug intake through self-administration and drug-free assessment of drug/cue conditioning strength with the CPP test. In our experiments, rats self-administered cocaine (0.75 mg/kg/inj, i.v.) during either four (e.g., the "short-term") or eight (e.g., the "long-term") alternating-day sessions in an operant environment containing distinctive sensory cues (e.g., olfactory and visual). On the alternate days, in the other (differently-cued) operant environment, saline was available for self-infusion (0.1 ml, i.v.). Twenty-four hours after the last self-administration/cue-pairing session, a CPP test was conducted. Consistent with typical CPP findings, there was a significant preference for the chamber associated with cocaine self-administration. In addition, in animals undergoing the long-term experiment, a significant positive correlation between CPP magnitude and the number of cocaine-reinforced lever responses. In conclusion, this apparatus and approach is time and cost effective, can be used to examine a wide array of topics pertaining to drug abuse, and provides more flexibility in experimental design than CPP or self-administration methods alone.

Operant drug self-administration and conditioned place preference (CPP) procedures are expansively used in research to model various components of drug reinforcement, consumption, and addiction in humans. In this report, we combined traditional CPP and self-administration methods as a novel approach to studying drug reinforcement and addiction in rats.

Nuovo Apparato e metodo per il rinforzo della droga

Animal models of reinforcement have proven to be useful for understanding the neurobiological mechanisms underlying drug addiction.  Operant drug ...

Ricerca

Neuroscienze

High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a noninvasive brain monitoring tool in cognitive neuroscience as well as a diagnostic tool for epilepsy and sleep disorders in neurology. However, the underlying mechanism of EEG rhythm generation is still under the veil. Recently introduced polyimide-based microelectrode (PBM-array) for high resolution mouse EEG1 is one of the trials to answer the neurophysiological questions on EEG signals based on a rich genetic resource that the mouse model contains for the analysis of complex EEG generation process. This application of nanofabricated PBM-array to mouse skull is an efficient tool for collecting large-scale brain activity of transgenic mice and accommodates to identify the neural correlates to certain EEG rhythms in conjunction with behavior. However its ultra-thin thickness and bifurcated structure cause a trouble in handling and implantation of PBM-array. In the presented video, the preparation and surgery steps for the implantation of PBM-array on a mouse skull are described step by step. Handling and surgery tips to help researchers succeed in implantation are also provided.

In this article, we described the surgery procedure and handling tips for implantation of ultra-thin polyimide-based microelectrode array (PBM-array) on the mouse skull for acquisition of high-density encephalography (EEG) in a mouse model.

Le registrazioni EEG ad alta densità dei Topi muoversi liberamente utilizzando Polyimide a base di microelettrodi

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and relapse to food taking 1. Food craving conceptualized in this way is akin to drug craving in response to drug-paired cues. A rich literature has been developed around understanding the behavioral and neurobiological determinants of drug craving; we and others have been focusing recently on translating techniques from basic addiction research to better understand addiction-like behaviors related to food 2-4.
As done in previous studies of drug craving, we examine sucrose craving behavior by utilizing a rat model of relapse. In this model, rats self-administer either drug or food in sessions over several days. In a session, lever responding delivers the reward along with a tone+light stimulus. Craving behavior is then operationally defined as responding in a subsequent session where the reward is not available. Rats will reliably respond for the tone+light stimulus, likely due to its acquired conditioned reinforcing properties 5. This behavior is sometimes referred to as sucrose seeking or cue reactivity. In the present discussion we will use the term "sucrose craving" to subsume both of these constructs.
In the past decade, we have focused on how the length of time following reward self-administration influences reward craving. Interestingly, rats increase responding for the reward-paired cue over the course of several weeks of a period of forced-abstinence. This "incubation of craving" is observed in rats that have self-administered either food or drugs of abuse 4,6. This time-dependent increase in craving we have identified in the animal model may have great potential relevance to human drug and food addiction behaviors.
Here we present a protocol for assessing incubation of sucrose craving in rats. Variants of the procedure will be indicated where craving is assessed as responding for a discrete sucrose-paired cue following extinction of lever pressing within the sucrose self-administration context (Extinction without cues) or as responding for sucrose-paired cues in a general extinction context (Extinction with cues).

Responding for food or drug-paired cues increases over the course of a period of abstinence and this may relate to an increased susceptibility to relapse behaviors. Here we detail a procedure for evaluating this "incubation of craving" in rats that have self-administered sucrose.

Un metodo generale per la valutazione di incubazione della brama di saccarosio in ratti

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and ...

Recording Single Neurons' Action Potentials from Freely Moving Pigeons Across Three Stages of Learning

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed single-neuron activity while animals are acquiring an operantly conditioned response, or when that response is extinguished. But even in these cases, observation periods usually encompass only a single stage of learning, i.e. acquisition or extinction, but not both (exceptions include protocols employing reversal learning; see Bingman&#160;et al.1 for an example). However, acquisition and extinction entail different learning mechanisms and are therefore expected to be accompanied by different types and/or loci of neural plasticity.
Accordingly, we developed a behavioral paradigm which institutes three stages of learning in a single behavioral session and which is well suited for the simultaneous recording of single neurons&#39; action potentials. Animals are trained on a single-interval forced choice task which requires mapping each of two possible choice responses to the presentation of different novel visual stimuli (acquisition). After having reached a predefined performance criterion, one of the two choice responses is no longer reinforced (extinction). Following a certain decrement in performance level, correct responses are reinforced again (reacquisition). By using a new set of stimuli in every session, animals can undergo the acquisition-extinction-reacquisition process repeatedly. Because all three stages of learning occur in a single behavioral session, the paradigm is ideal for the simultaneous observation of the spiking output of multiple single neurons. We use pigeons as model systems, but the task can easily be adapted to any other species capable of conditioned discrimination learning.

Learning new stimulus-response associations engages a wide range of neural processes which are ultimately reflected in changing spike output of individual neurons. Here we describe a behavioral protocol allowing for the continuous registration of single-neuron activity while animals acquire, extinguish, and reacquire a conditioned response within a single experimental session.

Registrazione di potenziali d&#39;azione singoli neuroni &#39;di muoversi liberamente Piccioni attraverso tre fasi di apprendimento

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed ...

Extracellular Wire Tetrode Recording in Brain of Freely Walking Insects

Increasing interest in the role of brain activity in insect motor control requires that we be able to monitor neural activity while insects perform natural behavior. We previously developed a technique for implanting tetrode wires into the central complex of cockroach brains that allowed us to record activity from multiple neurons simultaneously while a tethered cockroach turned or altered walking speed. While a major advance, tethered preparations provide access to limited behaviors and often lack feedback processes that occur in freely moving animals. We now present a modified version of that technique that allows us to record from the central complex of freely moving cockroaches as they walk in an arena and deal with barriers by turning, climbing or tunneling. Coupled with high speed video and cluster cutting, we can now relate brain activity to various parameters of the movement of freely behaving insects.

We previously developed a technique for implanting tetrode wires into the central complex of cockroach brains that allows us to monitor activity in individual units of tethered cockroaches. Here we present a modified version of that technique that allows us to also record brain activity in freely moving insects.

Extracellulare Wire Tetrode registrazione in Brain di Liberamente Walking Insetti

Increasing interest in the role of brain activity in insect motor control requires that we be able to monitor neural activity while insects perform ...

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees (Bombus terrestris)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from flowering plants. Only a few studies have described the gustatory responses of bees toward toxins in food, and these experiments have mainly used the proboscis extension response on restrained honey bees. Here, a new behavioral assay is presented for measuring the feeding responses of freely-moving, individual worker bumble bees to nutrients and toxins. This assay measures the amount of solution ingested by each bumble bee and identifies how tastants in food influence the microstructure of the feeding behavior.
The solutions are presented in a microcapillary tube to individual bumble bees that have been previously starved for 2-4 hr. The behavior is captured on digital video. The fine structure of the feeding behavior is analyzed by continuously scoring the position of the proboscis (mouthparts) from video recordings using event logging software. The position of the proboscis is defined by three different behavioral categories: (1) proboscis is extended and in contact with the solution, (2) proboscis is extended but not in contact with the solution and (3) proboscis is stowed under the head. Furthermore the speed of the proboscis retracting away from the solution is also estimated.
In the present assay the volume of solution consumed, the number of feeding bouts, the duration of the feeding bouts and the speed of the proboscis retraction after the first contact is used to evaluate the phagostimulatory or the deterrent activity of the compounds tested.
This new taste assay will allow researchers to measure how compounds found in nectar influence the feeding behavior of bees and will also be useful to pollination biologists, toxicologists and neuroethologists studying the bumble bee&#39;s taste system.

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution.

A Novel comportamentale test per Indagare Risposte gustativa individuale, liberamente rigiro bombi (<em&gt; Bombus terrestris</em&gt;)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from ...

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel telemetric electroencephalography system in combination with standard self-adhesive hydrogel electrodes. The piglets are calmed down without the use of sedatives. After their release into the pigpen, the piglets behave normally&#8212;they drink and sleep in the same cycle as their siblings. Their sleep phases are used for the EEG recordings.

Here, we present a protocol to record telemetric electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen without the use of a sedative, making it possible to record typical EEG patterns during non-REM sleep, like spindle bursts.

Registrazioni di EEG non invadente da muoversi liberamente suinetti

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

Microdialysis of Excitatory Amino Acids During EEG Recordings in Freely Moving Rats

Microdialysis is a well-established neuroscience technique that correlates the changes of neurologically active substances diffusing into the brain interstitial space with the behavior and/or with the specific outcome of a pathology (e.g., seizures for epilepsy). When studying epilepsy, the microdialysis technique is often combined with short-term or even long-term video-electroencephalography (EEG) monitoring to assess spontaneous seizure frequency, severity, progression and clustering. The combined microdialysis-EEG is based on the use of several methods and instruments. Here, we performed in vivo microdialysis and continuous video-EEG recording to monitor glutamate and aspartate outflow over time, in different phases of the natural history of epilepsy in a rat model. This combined approach allows the pairing of changes in the neurotransmitter release with specific stages of the disease development and progression. The amino acid concentration in the dialysate was determined by liquid chromatography. Here, we describe the methods and outline the principal precautionary measures one should take during in vivo microdialysis-EEG, with particular attention to the stereotaxic surgery, basal and high potassium stimulation during microdialysis, depth electrode EEG recording and high-performance liquid chromatography analysis of aspartate and glutamate in the dialysate. This approach may be adapted to test a variety of drug or disease induced changes of the physiological concentrations of aspartate and glutamate in the brain. Depending on the availability of an appropriate analytical assay, it may be further used to test different soluble molecules when employing EEG recording at the same time.

Here, we describe a method for in vivo microdialysis to analyze aspartate and glutamate release in the ventral hippocampus of epileptic and non-epileptic rats, in combination with EEG recordings. Extracellular concentrations of aspartate and glutamate may be correlated with the different phases of the disease.

Microdialisi degli aminoacidi eccitanti durante le registrazioni di EEG in liberi di muoversi

Microdialysis is a well-established neuroscience technique that correlates the changes of neurologically active substances diffusing into the brain ...

Hybrid Microdrive System with Recoverable Opto-Silicon Probe and Tetrode for Dual-Site High Density Recording in Freely Moving Mice

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, conventional microdrive designs often only allow use of one type of electrode to record from single or multiple regions, limiting the yield of single-unit or depth profile recordings. It also often limits the ability to combine electrode recordings with optogenetic tools to target pathway and/or cell type specific activity. Presented here is a hybrid microdrive array for freely moving mice to optimize yield and a description of its fabrication and reuse of the microdrive array. The current design employs nine tetrodes and one opto-silicon probe implanted in two different brain areas simultaneously in freely moving mice. The tetrodes and the opto-silicon probe are independently adjustable along the dorsoventral axis in the brain to maximize the yield of unit and oscillatory activities. This microdrive array also incorporates a set-up for light, mediating optogenetic manipulation to investigate the regional- or cell type-specific responses and functions of long-range neural circuits. In addition, the opto-silicon probe can be safely recovered and reused after each experiment. Because the microdrive array consists of 3D-printed parts, the design of microdrives can be easily modified to accommodate various settings. First described is the design of the microdrive array and how to attach the optical fiber to a silicon probe for optogenetics experiments, followed by fabrication of the tetrode bundle and implantation of the array into a mouse brain. The recording of local field potentials and unit spiking combined with optogenetic stimulation also demonstrate feasibility of the microdrive array system in freely moving mice.

This protocol describes the construction of a hybrid microdrive array that allows implantation of nine independently adjustable tetrodes and one adjustable opto-silicon probe in two brain regions in freely moving mice. Also demonstrated is a method for safely recovering and reusing the opto-silicon probe for multiple purposes.

Sistema microdrive ibrido con sonda Opto-Silicon recuperabile e tetrode per la registrazione ad alta densità a doppio sito in mouse in movimento libero

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, ...

Multi-Fiber Photometry to Record Neural Activity in Freely-Moving Animals

Recording the activity of a group of neurons in a freely-moving animal is a challenging undertaking. Moreover, as the brain is dissected into smaller and smaller functional subgroups, it becomes paramount to record from projections and/or genetically-defined subpopulations of neurons. Fiber photometry is an accessible and powerful approach that can overcome these challenges. By combining optical and genetic methodologies, neural activity can be measured in deep brain structures by expressing genetically-encoded calcium indicators, which translate neural activity into an optical signal that can be easily measured. The current protocol details the components of a multi-fiber photometry system, how to access deep brain structures to deliver and collect light, a method to account for motion artifacts, and how to process and analyze fluorescent signals. The protocol details experimental considerations when performing single and dual color imaging, from either single or multiple implanted optic fibers.

This protocol details how to implement and perform multi-fiber photometry recordings, how to correct for calcium-independent artifacts, and important considerations for dual-color photometry imaging.

Fotometria multifibra per registrare l'attività neurale in animali liberamente

Recording the activity of a group of neurons in a freely-moving animal is a challenging undertaking. Moreover, as the brain is dissected into smaller and ...