Yazarlar değerli tavsiye ve verimli bir tartışma için Pedro A. Valdes Hernandez, Francois Tadel ve Lloyd Smith teşekkür etmek istiyorum. Biz de kanıt okuma için Rafael Torres teşekkür ederiz.

Etik bildirimi: Bütün deneyler Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu Florida Uluslararası Üniversitesi (IACUC) (IACUC 13-004) tarafından kurulan politikalar takip gerçekleştirilir. 1. EEG Kayıtlar <ol><li> EEG mini kapağın hazırlanması <ol><li> EEG mini kap% 0.2 klorid ile damıtılmış su içinde en az 12 saat bir elektrot uçları bırakın. Damıtılmış su içinde hafifçe EEG mini kapağı durulayın. Kapağı ve hava elektrotlar kurutun. </li><li> 2 hacim oranında% 0.9 NaCl çözeltisi ile karıştırın EEG elektrot macunu: 1. elektrot içinde ve cilt üzerinde elektrot macunu görselleştirmek için yardımcı olacaktır metilen mavisinin bir damla ekleyin. Bir şırınga karışık macunu alın. Şırınga içinde hiçbir hava kabarcığı olmadığından emin olun. Hava kabarcıklarını tanıtan olmadan onları doldurarak, 32 elektrotların her birine jel enjekte edilir. Bu alt yerine üstten enjekte etmek önerilir. Bu iyi bir ACCE sağlarHer elektrot ss ve taşan jel olasılığını azaltır. </li><li> EEG ve fizyolojik kayıt sistemi açın ve kullanımda bilgisayara gelen kayıt yazılımı açın. </li></ol></li><li> Hayvan hazırlama ve anestezi NOT: Kronik epilepsi Wistar sıçanlarda FCD 8 için bir protokol kullanılarak hazırlandı. (- 400 gr 8 haftalık, 300) EEG kayıt Wistar sıçan yürütülmüştür. <ol><li> Bir deney sayfasında sıçan ağırlığını kaydedin. Sedatif doz (dexdomitor 0.25 mg / kg) hesaplamak için bu bilgileri kullanın. % 5 izofluran ve% 100 oksijen (14.7 psi / dakika 1 L) ile farede anestezi neden. </li><li> Sonra% 2 izofluran azaltmak ve EEG mini kapağın tamamı ayarı sırasında korumak, sıçan başını kırpın. Sıçan refleksleri (ayak-tutam) olup olmadığını kontrol edin. Kulak çubukları kullanarak kulak kanalları sabitleyerek stereotaksik aparat bir ısıtma yastığı sıçan yerleştirin. Emin anestezi burun konisi güvenli olduğundan emin olun. </li><li> ApHer göze yağ oftalmik merhem kat. </li><li> Bir jilet kullanarak sıçan kafası ve kulakları ekstra saç tıraş. Tıraş sırasında herhangi bir kanama kaçının. NOT: EEG kayıtları gürültü üretecek cilt üzerinde sola herhangi bir saç. Kan damarları uyarmak ve cildi yağdan arındırmak için% 90 izopropil alkol ile sıçan cildi ovmak. </li><li> Kafa derisi üzerinde bir tuzlu çubukla yerleştirin ve EEG mini kapak yerleştirilmesi için hazır olana kadar iyi bir cilt iletkenliği tutmak için tamamen örtün. </li><li> Sıcaklık, solunum ve üç kurşun elektrokardiyogram probları bağlayın. Sıcaklığı bir rektal prob ile ölçülen dikkat ediniz. Sürekli kayıt işlemleri sırasında sıçan fizyolojisini izlemek. Dakikada 60 nefes ve kalp hızı yaklaşık 350 olduğunu - - normal sıcaklık 37 ° C olduğundan emin olun, solunum aralığı 30&#39;dur dakikada 450 atım. </li></ol></li><li> Kayıt prosedürleri <ol><li> Sıçan kafa derisi üzerinde tuzlu bezi çıkarın ve hazırlanan EEG mini c yerleştirinkendi cilt üzerinde ap. Lastik bantlar ile mini kapağı sabitleyin. Kulaklar ve boyun arasındaki kafa derisinin arka kısmında bir lastik genellikle gözler önüne kafa derisi ön tarafında bant ve başka grup yerleştirin. Normal solunumu kolaylaştırmak için boyun altında plastik koruyucusu kullanın. </li><li> Hem zemin ve referans elektrotlar yüksek iletkenlik elektrot macun tabakası koyun. İlgili kulak yerleştirin. NOT: referans elektrotu muhtemelen diğer konumlarda yerleştirilebilir. </li><li> Kuvvetlendiricilere EEG mini kapağı takın ve elektrot empedansı tezgah önizlemesini gözlemlemek. Tüm elektrotların performansını kontrol edin. 30 kohm - yüksek kaliteli kayıt için, empedans değeri 5 aralığında olduğundan emin olun. Her türlü gürültülü elektrotlar varsa, elektrodun üstünden daha jel enjekte hafifçe kafa derisi doğru iskele içine taşıyarak veya biri tarafından kafa derisi daha iyi temas sağlamak. </li><li> Dexdomitor yönetme (0.25 mg / kg) intraperitoneally ve hemen% 0 izofluran oranını azaltmak. Solunum hızı 30 içinde değilse - dakika aralığında başına 60 nefesler nazikçe izofluran hızını artırarak başlayabilirsiniz. % 1 izofluran değerini aşmayın. Izofluran ve dexdomitor karışımı bir durumu kritik hayvanları istemi çünkü dikkatle bu adımı izleyin. NOT: dexdomitor bunu yapmaz fokal epilepsi klinik öncesi modelde, izofluran, IED etkiler. Izofluran altında Konular yani zayıf epileptojenik özelliği var, nispeten daha az IED diğer koşullara 7,14 oranla tespit edilebilir. dexdomitor doz yaklaşık 2 saat süre ile etkilidir. Bu nedenle, bunun etkisi için zaman kazanmak için, preparat izofluran altında gerçekleştirilmiştir. </li><li> EEG kayıtları yürütün. Kayıttan sonra, kaldırılır EEG mini kap önce içlerinde bir renk kalem sokarak cildin üstünde EEG mini kap üç uzanan çevrelerinin pozisyonlarını işaretleyin. MRG işbirliği için önemli noktalara olarak bunları kullanın-Kayıt. Yerler ile sıçan kafasının fotoğrafını çekin. Geri kafes içinde sıçan yerleştirin ve dexdomitor en etkisinden tam iyileşme kadar izler. NOT: Bu deneyde, kırmızı renk (yeşil rakibin renk) elektrot pozisyonları (yeşil) ayırt etmek için kullanılmıştır. Ancak, küçük kanama noktalar deride gözlenir, diğer renkler (mor / yeşil) kullanılması tavsiye edilir. </li></ol></li></ol><img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/52700/52700fig1.jpg" /> Şekil 1. Belirli bir sıçan yerleştirilen EEG mini kap bir resmi. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700fig1highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 2. Beyin Kaynak Görüntüleme <ol><li> IED sınıflandırma NOT: IED tespiti ve sınıflandırma dayalı MATLAB kendi geliştirdiği kodları kullanarak yapılırBir önceki çalışmada 15. Bu yazılım istek satışa sunulacak. <ol><li> Görsel EEG izleyiciler inceleyerek gürültülü kanallar atın. Bir şablon ve korelasyon analizine dayalı periyodik dalga çıkarma, otomatik bir yöntem kullanılarak EKG eserler kaldırın. NOT: Genellikle, EEG kaydedilen deneyci empedans değerlerine dayalı gözlenen kötü kanal yazılı bilgi deneysel sayfasını paylaşır. EKG eserler çıkarmak için Yazılım isteği ile de satışa sunulacak. <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/52700/52700fig2.jpg" /> Şekil 2. IED&#39;lerin farklı gösteren EEG iz bir örnek. Kırmızı kutu IED&#39;lerin bir türünü gösterir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700fig2highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> 150 Hz ve bir çentik - 3 kesim frekansları ile bir bant geçiren filtre uygulahat frekansı (genel olarak 60 Hz ve bazı ülkelerde 50 Hz) bileşeni çevrimdışı kaldırmak için filtre. </li><li> IED (sivri ve keskin dalgalar) iki tür algılar. 70 ms ve 70 - - sırasıyla süresi 200 ms kramponları ve keskin dalgalar 20 büyük elektrik olayları oluşturmaktadır. Bu nedenle, ilgili bir bant geçiren filtre (15 kesim frekansları - sivri için 50 Hz ve 5 - keskin dalgalar için 15 Hz) uygulandıktan sonra, IED genlik 15 eşik dayalı tespit edilir. NOT: eşikleri otomatik multiunit aktivite 15 önceki çalışmada önerildiği gibi 4σ ayarlanır. {| Süzüldü sinyal | / 0,6745} Burada σ σ = medyan, bant geçiş filtreli sinyalin bir tahmini standart sapmadır. </li><li> Farklı kümeler halinde sivri ve keskin dalgalar Alt sınıflandırır. Farklı sivri ve keskin dalgalar ayırt edici özellikleri 15 dalgacık dönüşümü kullanılarak çıkartılan edilir. Onlar alt-sınıflandırılmıştır k-araçları kullanarak çoklu kümeler halinde,ve optimal küme sayısı k siluet kullanılarak belirlenir. </li><li> Aynı küme içinde alt sınıflandırılmış sinyalleri ortalama. Her IED alt türü için ortalama EEG sinyalleri beyin kaynak analizi için kullanılacak. </li></ol></li><li> Hacim iletken modeli NOT: Aşağıdaki bölümlerde için, açık kaynak yazılım, beyin fırtınası 12, Wistar sıçanlar 9 MRG atlas ile kullanılacaktır. Ancak, bireysel sıçan MR da varsa ses iletken modeli oluşturmak için de kullanılabilir. MR atlas 9 indirilebilir <a href="http://www.idac.tohoku.ac.jp/bir/en/db/rb/101028.html">http://www.idac.tohoku.ac.jp/bir/en/</a> . Bu web sitesi &quot;Wistar Rat MR Atlası&quot; bölümünde Nifti biçimi olarak atlas sağlar ve kayıttan sonra erişilebilir olabilir. Ön işlem için gerekli olan yazılım da bu web sitesinde bulunabilir. <ol><li> Yazılımın 12 Girdi MR ve beyin yüzeyi. <img alt="Görsel 1" src = &quot;/ files / ftp_upload / 52700 / 52700vis1.jpg&quot; /&gt; <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700vis1highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> Varsayılan ayarı ile kafasının yüzeyini oluşturun. <img alt="Görsel 2" src="/files/ftp_upload/52700/52700vis2.jpg" /> <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700vis2highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> Kurşun alan hesaplama 12 MR dayalı kafa derisi ve iç / dış yüzeylerini kafatası oluşturun. NOT: noktaların çözünürlüğü tahmini kaynağının doğruluğunu, ancak yüksek hesaplama karmaşıklığı içinde köşeler sonuçların çok sayıda etkiler. Her katmanın köşe Tavsiye sayıda adil hesaplama karmaşıklığı ile kabul edilebilir doğruluk için 642 olduğunu. Kafatasının kalınlığı MRI ile ilgili kontrol ve MR atlas durumunda, yaklaşık olarak 1 m olabilirm. Her yüzey oluşturulur için, yazılımdaki yukarıdaki değerler ekleyerek üçgen yüz tepe gelen sonra kafesleri. <img alt="Görsel 3" src="/files/ftp_upload/52700/52700vis3.jpg" /> <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700vis3highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> Görselleştirme seçeneğini kullanarak MRI ile ilgili her yüzeyin yönünü ve konumunu kontrol edin. Herhangi yüzeyler eş kayıtlı 12 değilse, buna göre değiştirin. <img alt="Görsel 4" height="351" src="/files/ftp_upload/52700/52700vis4.jpg" width="321" /> <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700vis4highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> 1.3.5 edinilen sıçan kafası resmi kullanma. MRG 3 yerlerinden (R1, R2 ve R3) konumlarını ko-kayıt. G referans gibi önemli noktalara ızgara noktalarını kullanınElektrotlar skafold (Şekil 3B) sabit olarak elektrot konumları enerate. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/52700/52700fig3.jpg" /> Şekil 3. (A) Rat kafa resmi koordinat sistemi ile elektrot konumları ve (b) EEG mini kapak diyagramı elde etmek için kullanılır. (A) &#39;da kırmızı nokta 1.3.5 belirtilen işaretlerini göstermektedir. bu, (B) &#39;de, kırmızı numaralarına karşılık gelir. Ayrıca, yeşil işaretleri (A), 32 elektrot konumları tasvir ve (B) &#39;de, mavi numaralarına karşılık gelir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700fig3highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> 3 yerlerinden dayalı N × 3 elektrot pozisyon matrisi oluşturun. Burada, N (N = 32), kanalların sayısıdır ve sütun gelen x, y ve z koordinat değerleri temsil eder. NOT: EEG mini kapak sert bir iskele olduğunu. 3 referans ızgaraları (R1, R2 ve R3) elde edildikten sonra, bu nedenle, elektrot konumu otomatik olarak ayarlanır. Kullanıcı yalnızca mini kapak uygun kafa derisi üzerine yansıtılır şekilde Z-değerleri yeniden tanımlamak gerekir. Şekil 3B mavi numaraları gösterildiği gibi N noktası ızgaraları ardışık numaralı edilebilir. EEG mini kap standart skafold (Malzeme Tablo) ticari olarak mevcuttur. eş-kayıt için yazılım da topluma mevcuttur. </li><li> Girdi oluşturulan kanal dosyası. <img alt="Görsel 5" src="/files/ftp_upload/52700/52700vis5.jpg" /> <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700vis5highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> Ekran ve tüm elektrotların yerini onaylayın. Herhangi bir yanlış elektrotların 12 değiştirin. elektro için son koordinat sistemide pozisyonları yukarıda belirtilen yüzeyler için kullanılan koordinat sistemi ile aynı olmalıdır. NOT: &quot;. MR / yüzey kaydı kontrol MRG kaydı &quot; oluşturulan yüzeyler görsel olarak görselleştirme seçeneği kullanarak bir MR kontrol edilebilir Ve sonra, bir seçilen yüzey MR sarı çizgi olarak görüntülenir. Buna ek olarak, 3 görülecek ve 32 elektrot konumları toolbox en seçeneğini seçerek MR görüntülenebilir &quot;Ekran Sensörler MRG Görüntüleyici.&quot; Konumları görsel (sıçan göz ve kulak yerle ilgili dayalı dağılımları karşılaştırılarak kontrol edilebilir Şekil 4). <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/52700/52700fig4.jpg" /> Eş-Kayıtlı beyin yüzeyinin (sarı hat), (B) hizalanmış 32 elektrot ve 3 noktalarına (kırmızı noktalar) ile oluşturulan birim iletken modeli, ve co-kayıt ile (C) MRG atlas ile Şekil 4. (A) MR atlas ref<html> ferans ızgara R1. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700fig4highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li></ol></li><li> Beyin Kaynak Görüntüleme <ol><li> Kurşun alan matrisi 13 hesaplayın. Girdi 1 olarak deri, kafatası ve beyin oranını karşılayan iletkenlik değerleri: 1/80: 1. hacim iletken modeli ve 2.2 oluşturulan elektrot pozisyonları dayalı kurşun alan matrisi edinin. NOT: Araç kutusu 12 BEM 10 hesaplamak için diğer yazılımlar ile bir arayüz sunuyor. Bu nedenle, yalnızca iletkenlik değerlerinin girdi olarak gereklidir. <img alt="Görsel 6" src="/files/ftp_upload/52700/52700vis6.jpg" /> <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700vis6highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> Girdi 2.1.4 saklanan her IED alt türü için ortalama EEG sinyalleri. &quot;Src =&quot; / files / ftp_upload / 52700 / 52700vis7.jpg &quot;/&gt; <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700vis7highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> Bilgisayarlı kurşun alan matris ve giriş EEG sinyalleri dayalı sLORETA çözümünü 13 edinin. Kaynak tahmin yöntemi seçeneği seçerek, ters çözüm 12 elde edilebilir. <img alt="Görsel 8" src="/files/ftp_upload/52700/52700vis8.jpg" /> <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700vis8highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> Tahmini kaynakları çizilir. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Furman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seizure+Initiation+and+Propagation+in+the+Pilocarpine+Rat+Model+of+Temporal+Lobe+Epilepsy.">Seizure Initiation and Propagation in the Pilocarpine Rat Model of Temporal Lobe Epilepsy.</a> Journal of Neuroscience. 33 (42), 16409-16411 (2013).</li><li>Sumiyoshi, A., Riera, J. J., Ogawa, T., Kawashima, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Mini-Cap+for+simultaneous+EEG+and+fMRI+recording+in+rodents.">A Mini-Cap for simultaneous EEG and fMRI recording in rodents.</a> NeuroImage. 54 (3), 1951-1965 (2011).</li><li>Engel, J., 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=Epilepsy+biomarkers.">Epilepsy biomarkers.</a> Epilepsia. 54 (4), 61-69 (2013).</li><li>Baillet, S., Mosher, J. C., Leahy, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromagnetic+Brain+Mapping.">Electromagnetic Brain Mapping.</a> IEEE Signal Processing Magazine. 18 (6), 14-30 (2001).</li><li>Quairiaux, C., Megevand, P., Kiss, J. Z., Michel, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+Development+of+Large-Scale+Sensorimotor.">Functional Development of Large-Scale Sensorimotor.</a> Cortical Networks in the Brain. Journal of Neuroscience. 31 (26), 9584-9510 (2011).</li><li>Lee, M., Kim, D., Shin, H. S., Sung, H. G., Choi, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-density+EEG+recordings+of+the+freely+moving+mice+using+polyimide-based+microelectrode.">High-density EEG recordings of the freely moving mice using polyimide-based microelectrode.</a> Journal of Visualized Experiments. (47), e2562 (2011).</li><li>Bernal, B., Grossman, S., Gonzalez, R., Altman, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=fMRI+under+sedation:+what+is+the+best+choice+in+children.">fMRI under sedation: what is the best choice in children.</a> Journal of Clinical Medicine Research. 4 (6), 363-370 (2012).</li><li>Colciaghi, F., 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=Status+epilepticus-induced+pathologic+plasticity+in+a+rat+model+of+focal+cortical+dysplasia.">Status epilepticus-induced pathologic plasticity in a rat model of focal cortical dysplasia.</a> Brain. 134 (10), 2828-2843 (2011).</li><li>Valdez-Hernandez, P. 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=An+in+vivo+MRI+Template+Set+for+Morphometry,+Tissue+Segmentation,+and+fMRI+Localization+in+Rats.">An in vivo MRI Template Set for Morphometry, Tissue Segmentation, and fMRI Localization in Rats.</a> Frontiers in Neuroinformatics. 5 (26), 1-59 (2011).</li><li>Gramfort, A., Papadopoulo, T., Olivi, E., Clerc, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=OpenMEEG:+opensource+software+for+quasistatic+bioelectromagnetics.">OpenMEEG: opensource software for quasistatic bioelectromagnetics.</a> BioMedical Engineering OnLine. 9 (45), (2010).</li><li>An fMRI and EEG Study of Epileptogenesis in a Rat Model of Focal Cortical Dysplasia. Organization for Human Brain Mapping Available from: <a target="_blank" href="https://ww4.aievolution.com/hbm1401/index.cfm?do=abs.viewAbs&amp;abs=4046">https://ww4.aievolution.com/hbm1401/index.cfm?do=abs.viewAbs&amp;abs=4046</a> (2014)</li><li>Tadel, F., Baillet, S., Mosher, J. C., Pantazis, D., Leahy, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brainstorm:+A+User-Friendly+Application+for+MEG/EEG+Analysis.">Brainstorm: A User-Friendly Application for MEG/EEG Analysis.</a> Computational Intelligence and Neuroscience. 2011, 1-13 (2011).</li><li>Pascual-Marqui, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardized+low+resolution+brain+electromagnetic+tomography+(sLORETA):+technical+details.">Standardized low resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA): technical details.</a> Methods &amp; Findings in Experimental &amp; Clinical Pharmacology. 24 (D), 5-12 (2002).</li><li>Iijima, T., Nakamura, Z., Iwao, Y., Sankawa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Epileptogenic+Properties+of+the+Volatile+Anesthetics+Sevoflurane+and+Isoflurane+in+Patients+with+Epilepsy.">The Epileptogenic Properties of the Volatile Anesthetics Sevoflurane and Isoflurane in Patients with Epilepsy.</a> Anesthesia and Analgesia. 91 (4), 989-995 (2000).</li><li>Quiroga, Q. R., Nadasdy, Z., Ben-Shaul, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unsupervised+spike+detection+and+sorting+with+wavelets+and+super-paramagnetic+clustering.">Unsupervised spike detection and sorting with wavelets and super-paramagnetic clustering.</a> Neural Computation. 16 (8), 1661-1687 (2004).</li><li>Delorme, A., Makeig, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEGLAB:+an+open+source+toolbox+for+analysis+of+single-trial+EEG+dynamics+including+independent+component+analysis.">EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics including independent component analysis.</a> Journal of Neuroscience Methods. 134 (1), 9-21 (2004).</li><li>Oostenveld, R., Fries, P., Maris, E., Schoffelen, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FieldTrip:+Open+Source+Software+for+Advanced+Analysis+of+MEG,+EEG,+and+Invasive+Electrophysiological+Data.">FieldTrip: Open Source Software for Advanced Analysis of MEG, EEG, and Invasive Electrophysiological Data.</a> Computational Intelligence and Neuroscience. 2011, 1-9 (2011).</li><li>Koessler, L., 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=Source+localization+of+ictal+epileptic+activity+investigated+by+high+resolution+EEG+and+validated+by+SEEG.">Source localization of ictal epileptic activity investigated by high resolution EEG and validated by SEEG.</a> NeuroImage. 51 (2), 642-653 (2010).</li><li>Manganotti, P., 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=Scalp+topography+and+source+analysis+of+interictal+spontaneous+spikes+and+evoked+spikes+by+digital+stimulation+in+benign+rolandic+epilepsy.">Scalp topography and source analysis of interictal spontaneous spikes and evoked spikes by digital stimulation in benign rolandic epilepsy.</a> Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 107 (1), 18-26 (1998).</li><li>Bae, J., Deshmukh, A., Song, Y., Brain Riera, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Source+Analysis+of+Interictal+Epileptiform+Discharges+Using+a+Rat+Model+of+Focal+Epilepsy.">Source Analysis of Interictal Epileptiform Discharges Using a Rat Model of Focal Epilepsy.</a> Organization for Human Brain Mapping. , (2014).</li><li>Birot, G., 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=Head+model+and+electrical+source+imaging:+A+study+of+38+epileptic+patients.">Head model and electrical source imaging: A study of 38 epileptic patients.</a> NeuroImage: Clinical. 16 (5), 77-83 (2014).</li><li>Riera, J. J., 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=Pitfalls+in+the+dipolar+model+for+the+neocortical+EEG+sources.">Pitfalls in the dipolar model for the neocortical EEG sources.</a> Journal of Neurophysiology. , (2012).</li><li>Hawrylycz, 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=The+Allen+Brain+Atlas.">The Allen Brain Atlas.</a> Springer Handbook of Bio-Neuroinformatics. , 1111-1126 (2014).</li><li>Schweinhardt, P., Fransson, P., Olson, L., Spenger, C., Andersson, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+template+for+spatial+normalization+of+MR+images+of+the+rat+brain.">A template for spatial normalization of MR images of the rat brain.</a> Journal of Neuroscience Methods. 129 (2), 105-113 (2003).</li><li>Schwarz, A. J., 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+stereotaxic+MRI+template+set+for+the+rat+brain+with+tissue+class+distribution+maps+and+co-registered+anatomical+atlas:+application+to+pharmacological+MRI.">A stereotaxic MRI template set for the rat brain with tissue class distribution maps and co-registered anatomical atlas: application to pharmacological MRI.</a> Neuroimage. 32 (2), 538-550 (2006).</li></ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Fokal epilepsi belirli bir klinik öncesi modelde non-invaziv kayıt kanallı EEG için yeni bir metodoloji tarif edilmektedir. kayıt ve analiz prosedürleri için ayrıntılar, spesifik deneysel ipuçları temin edilmiştir. Başarılı sonuçlar elde dikkate önemli faktörlerdir vardı. İlk olarak, EEG kayıtları için, yüksek kaliteli sinyalleri elde esastır. EEG macunu Doğru viskozite mini kap hazırlanması sırasında her elektrodun uygulanması gerektiğini ve sıçan kafası ve kulak saç tamamen tıraş sırasında çıkarılmalıdır. Empedans çek EEG kayıtları kalitesini onaylamak için en önemli adımdır. İkincisi, beyin kaynak görüntülemesi için uygun hacim iletken modeli üreten çok önemlidir. Her yüzey birlikte kayıt altına alınmalıdır. Ayrıca, üretilen elektrot konumları sıçan kafa derisi üzerinde gerçek elektrot konumları minimum mesafe hatası olmalıdır. Hatta bu yazının kaynağını tanıttı rağmenBrainstorm 12 kullanılarak analiz yöntemleri, diğer açık yazılımları 16,17 ve ticari ürünler 18,19 kullanılarak yapılabilir. Ayrıca, sLORETA 13 yanında, bu tür birden fazla dipol modelleri ve algoritmasının gibi diğer ters çözeltiler 4 uygulanabilir. Bu yaklaşımın bir sınırlama EEG kaydı sedasyon altında gerçekleştirilir çünkü davranış analizi yapılan edilemez olduğunu. Ancak, sıçanlarda 5,6 EEG kaydı için diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, bu yaklaşım non-invaziv olduğunu. Bizim ilk sonuçlar fokal epilepsili bir sıçan tahriş edici bölgelerini tespit etmek, hem de nöbet başlatılması 11 altında yatan mekanizmaları ile ilişkilerini değerlendirmek için EEG kayıtlarından IED belirteçleri kesin sınıflandırma için önemini desteklemektedir. Buna ek olarak, bu tür özel IED EEG kaynak lokalizasyon resp iyi bir uyum gösterdiği gösterilmiştirözelliklerin etkili BOLD aktivasyonu ve devre dışı bırakma bölgeleri 20. Çalışmamız biyomedikal mühendisleri tarafından geliştirilen yatak tezgah yatak stratejileri değerlendirmek için preklinik modellerin kullanımını teşvik edecek. Örneğin, IED ekstraksiyon Günümüzde, insanlarda önemli bir çaba gerekli manuel hastaneler, gerçekleştirilir. Bu çalışmada önerilen yöntem bunu otomatik olarak yapar. Biz FCD hastalara uygulandığında bu yöntemin kullanılması benzer sonuçlar üretecektir varsayımında. Biz bu değerlendirme ve insan veri kümesi içinde metodolojinin diğer yönleri için IRB protokoller hazırlanıyor. Dahası, klinik öncesi modellerin kullanılması bize epilepsi 21 EEG kaynak lokalizasyonu yetenekleri ve sınırlamaları anlamanıza yardımcı olacaktır. Epileptogeneze ast beyin kaynaklarının doğru tahmin tedavi stratejileri ve cerrahi planlama için çok önemlidir. Ayrıca farelerde EEG kayıt için standart bir platforma sahip faydalı olacaktırKlinik öncesi çalışmalarda birçok anti-epileptik ilaçların etkinliğinin değerlendirilmesi. Bu epilepsi için EEG biyomarkerların değerlendirilmesi için yeni kapılar açacak epileptik sıçanlar non-invaziv sedasyon altında kaydedildiği ilk çalışmadır. Ancak, bu çalışmada sunulan tüm metodoloji diğer deneysel koşullar ve beyin bozuklukları genişletilebilir. EEG mini kapağı, aynı zamanda, diğer kemirgen tipler kullanılabilir. Geçmişte, Wistar sıçanlarda bir forepaw stimülasyon paradigma EEG mini kap 2 ile kaydedilen verilerin kalitesini ve tekrarlanabilirlik değerlendirmek için kullanılır olmuştur. Ayrıca, beyin kaynak rekonstrüksiyon için doğrulamaları aynı anda bir bıyık stimülasyon paradigma 22 altında Wistar sıçanların laminer yerel alan potansiyelleri ile kaydedilen yüksek çözünürlüklü kafatası EEG den yapılmıştır. Bu yöntem, bu nedenle, özellikle fare s için bir MRI atlas varlığının Wistar sıçanlar için geliştirilmiştirTren. Ancak artık, fare 23, Sprague-Dawley fareleri 24 ve Paxinos ve Watson, sıçanlar 25 de dahil olmak üzere atlas standart formatı ile, diğer kemirgen türlerine uygulanabilir. Ayrıca, önerilen metodolojinin temel işlemler EEG önemli bir yöntemidir olan herhangi bir kemirgen preklinik modellerinde kullanılabilir. Ancak, bu yöntemin birçok açıdan EEG ön işleme (IED tespiti ve sınıflandırma) ile ilgili olanlar, epilepsi için özellikle bulunmaktadır. Ayrıca, araştırmacılar, farklı durumlarda sedasyon için kullanılan uygun ilaçlar farkında olmalıdır. Çalışmamızda izofluran ve dexdomitor kullanımı dikkatle nedeniyle IED üzerinde azaltılmış etkisi kabul edilmiştir. EEG ile ilgili olarak, bir fare olması durumunda, nispeten küçük bir kafa derisi yüzeyi önemli ölçüde kanal sayısını azaltacaktır.

It has been shown that interictal epileptiform discharges (IEDs) observed from EEG constitute useful markers of epileptogenesis in patients with focal epilepsy3. The regions inside the brain from which these IEDs originate, named irritative zones, can in practice be localized based on EEG recordings4. Preclinical models are essential to find correlates between these irritative zones and the actual regions underlying seizure initiation. However, recording EEG from small animals is challenging because of the small surface area of the head compared to the human scalp. Although invasive methods for chronic recording in rats can be used5, 6, techniques are not available at this moment to acquire traditional EEG recordings on rodents under acute conditions without the need of anesthesia.
To solve this problem, we apply a patented EEG mini-cap2, which allows us to record 32-channel EEG data from rodents noninvasively. In this study, we also provide evidence about the need of an analgesic to preserve IED frequency. Therefore, although fixation of EEG mini-cap was performed under isoflurane, EEG recordings were obtained with rats only under sedation (dexdomitor)7. The method proposed in this study can be used in any preclinical rat model of focal epilepsy. To illustrate the capabilities of this methodology, we apply it to understand the correlates between irritative and seizure-onset zones in focal cortical dysplasia (FCD). To that end, we use a &#8220;double-hit&#8221; model of FCD8 in Wistar rats.
To perform brain source analysis, it is required to: a) accurately extract IEDs from EEG raw data and b) obtain a volume conductor model for the individual animal head. To generate a practical volume conductor model, we use an in vivo rat MRI atlas, comprising average images of intensity/shape and obtained via non-linear registration of T2 images of 31 Wistar rats9. The forward model for the generated volume conductor was computed by boundary element method (BEM)10. As in the case of humans, two typical patterns of IEDs (sharp-waves and spikes) were detected and sub-classified into different clusters through an intelligent feature extraction, feature selection, and classification process11. These sub-classified signals are used to estimate the brain source localizations associated with different types of irritative zones. We present the source analysis steps using a well-known public software called Brainstorm12. The EEG source localizations for each IED sub-type and the seizure onset time frames were performed using standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA)13, which is available in Brainstorm.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Data Qcquisition Computer</td>
			<td>Hewlett-Packard</td>
			<td>Z210 Workstation</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dexdomitor</td>
			<td>Orion Pharma</td>
			<td>6295000</td>
			<td>Dexmedetomidine hydrochloride</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG Analysis Software</td>
			<td>The Mathworks Inc.</td>
			<td>MATLAB R2011b</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Brainstorm</td>
			<td>Sylvain et al. 2001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>OpenMEEG</td>
			<td>Bramfort et al. 2010</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG Data Streamer</td>
			<td>Tucker-Davis Technologies</td>
			<td>RS4 Data Streamer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG Electrode Paste</td>
			<td>Biotach</td>
			<td>YGB 103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG Preamplifier</td>
			<td>BioSemi</td>
			<td>Active Two</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>Brain Products</td>
			<td>BrainAmp</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>Tucker-Davis Technologies</td>
			<td>PZ3 Low Impedance Amplifier</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG Processor</td>
			<td>Tucker-Davis Technologies</td>
			<td>RZ2 BioAmp Processor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG Recording Software</td>
			<td>Tucker-Davis Technologies</td>
			<td>OpenEx - OpenDeveloper</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG SCSI Connector</td>
			<td>BioSemi</td>
			<td>Active Two SCSI Connector</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>Brain Products</td>
			<td>D-sub Connector</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>Tucker-Davis Technologies</td>
			<td>Zif-Clif Digital Headstage</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Resolution EEG Mini-cap</td>
			<td>Cortech Solutions</td>
			<td>DA-AR-ELRCS32</td>
			<td>US patent Application No. 13/641,834</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane, USP</td>
			<td>VedcoPiramal Healthcare</td>
			<td>NDC 66794-013-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl Alcohol</td>
			<td>Aqua Solutions</td>
			<td>3112213</td>
			<td>90% v/v solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lubricant Ophthalmic Ointment</td>
			<td>Rugby</td>
			<td>NDC 0536-6550-91</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>2B8203</td>
			<td>Vaterinary 0.9% Sodium Chroride Injection USP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Physiology Recording Software</td>
			<td>ADInstruments</td>
			<td>LabChart 7.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Physiology Recording System</td>
			<td>ADInstruments</td>
			<td>PowerLab 8/35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>Monoject</td>
			<td>200555</td>
			<td>12cc</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

brain source imaging in preclinical rat models of focal epilepsy using high-resolution eeg recordings

Electroencephalogram (EEG) has been traditionally used to determine which brain regions are the most likely candidates for resection in patients with focal epilepsy. This methodology relies on the assumption that seizures originate from the same regions of the brain from which interictal epileptiform discharges (IEDs) emerge. Preclinical models are very useful to find correlates between IED locations and the actual regions underlying seizure initiation in focal epilepsy. Rats have been commonly used in preclinical studies of epilepsy1; hence, there exist a large variety of models for focal epilepsy in this particular species. However, it is challenging to record multichannel EEG and to perform brain source imaging in such a small animal. To overcome this issue, we combine a patented-technology to obtain 32-channel EEG recordings from rodents2 and an MRI probabilistic atlas for brain anatomical structures in Wistar rats to perform brain source imaging. In this video, we introduce the procedures to acquire multichannel EEG from Wistar rats with focal cortical dysplasia, and describe the steps both to define the volume conductor model from the MRI atlas and to uniquely determine the IEDs. Finally, we validate the whole methodology by obtaining brain source images of IEDs and compare them with those obtained at different time frames during the seizure onset.

Bir kez tüm işlemler düzgün şekilde tamamlanmasını, tahmini kaynaklar klinik öncesi model beyin yüzeyinde görülebilir. 5 çivilerin (üstte) ve IED keskin dalgaları (alt) belirli bir alt tipi tahmin kaynaklar göstermektedir. Buna ek olarak, 6 görüntüler Şekil nasıl bir nöbet kurulması sırasında ardışık zaman dilimlerinde kaynak dağılımı değişir. Bu sonuçlar fokal epilepsili fareler üzerinde yüksek çözünürlüklü EEG kayıt ve kaydedilen EEG kullanarak kaynak analizi yapmak için önerilen yöntemlerin yeteneği desteklemektedir. <img alt="Görsel 6" src="/files/ftp_upload/52700/52700fig5.jpg" /> Sivri farklı kümelere göre (üstte) ve keskin dalgalar (altta) ile IED Şekil 5. Tahmini beyin kaynak yerleri. (A) Zaman serisi, (B) EEG topografya ve (C) ekşi akım kortikalces. Değerlendirme kırmızı bir dikey çizgi (A) ile işaretli olan belirli bir zamanda gerçekleştirilir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700fig5highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Görsel 6" src="/files/ftp_upload/52700/52700fig6.jpg" /> Nöbet sırasında Şekil 6. Tahmini beyin kaynakları. Zaman anları kırmızı dikey çizgiler olarak işaretlenir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52700/52700fig6highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Brain Source Imaging in Preclinical Rat Models of Focal Epilepsy using High-Resolution EEG Recordings at JoVE.com

Brain Source Imaging in Preclinical Rat Models of Focal Epilepsy using High-Resolution EEG Recordings

This video introduces the preparation, recording, and source analysis procedures of high-resolution EEG on sedated rats with a particular preclinical model of focal epilepsy under noninvasive conditions.

Yüksek Çözünürlüklü EEG Kayıtlar kullanarak Odak Epilepsi Preklinik Rat Modelleri Beyin Kaynak Görüntüleme

Electroencephalogram (EEG) has been traditionally used to determine which brain regions are the most likely candidates for resection in patients with ...

brain-source-imaging-preclinical-rat-models-focal-epilepsy-using-high

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

15.2K Görüntüleme.  Florida International University. This video introduces the preparation, recording, and source analysis procedures of high-resolution EEG on sedated rats with a particular preclinical model of focal epilepsy under noninvasive conditions.

Video: Brain Source Imaging in Preclinical Rat Models of Focal Epilepsy using High-Resolution EEG Recordings

MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a significant obstacle to pharmaceutical treatments of brain disorders as it limits the passage of molecules from the vasculature into the brain tissue to molecules less than approximately 500 Da in size6. FUS induced BBB disruption (BBBD) is temporary and reversible4 and has an advantage over chemical means of inducing BBBD by being highly localized. FUS induced BBBD provides a means for investigating the effects of a wide range of therapeutic agents on the brain, which would not otherwise be deliverable to the tissue in sufficient concentration. While a wide range of ultrasound parameters have proven successful at disrupting the BBB2,5,7, there are several critical steps in the experimental procedure to ensure successful disruption with accurate targeting. This protocol outlines how to achieve MRI-guided FUS induced BBBD in a rat model, with a focus on the critical animal preparation and microbubble handling steps of the experiment.

Microbubble-mediated focused ultrasound disruption of the blood-brain barrier (BBB) is a promising technique for non-invasive targeted drug delivery in the brain1-3. This protocol outlines the experimental procedure for MRI-guided transcranial BBB disruption in a rat model.

Sıçan Modelinde Transkraniyal Odaklanmış Ultrason kullanarak Kan-beyin bariyeri MRG eşliğinde bozulması

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a ...

Tıp

Segmentation and Measurement of Fat Volumes in Murine Obesity Models Using X-ray Computed Tomography

Obesity is associated with increased morbidity and mortality as well as reduced metrics in quality of life.1 Both environmental and genetic factors are associated with obesity, though the precise underlying mechanisms that contribute to the disease are currently being delineated.2,3 Several small animal models of obesity have been developed and are employed in a variety of studies.4 A critical component to these experiments involves the collection of regional and/or total animal fat content data under varied conditions.
Traditional experimental methods available for measuring fat content in small animal models of obesity include invasive (e.g. ex vivo measurement of fat deposits) and non-invasive (e.g. Dual Energy X-ray Absorptiometry (DEXA), or Magnetic Resonance (MR)) protocols, each of which presents relative trade-offs. Current invasive methods for measuring fat content may provide details for organ and region specific fat distribution, but sacrificing the subjects will preclude longitudinal assessments. Conversely, current non-invasive strategies provide limited details for organ and region specific fat distribution, but enable valuable longitudinal assessment. With the advent of dedicated small animal X-ray computed tomography (CT) systems and customized analytical procedures, both organ and region specific analysis of fat distribution and longitudinal profiling may be possible. Recent reports have validated the use of CT for in vivo longitudinal imaging of adiposity in living mice.5,6 Here we provide a modified method that allows for fat/total volume measurement, analysis and visualization utilizing the Carestream Molecular Imaging Albira CT system in conjunction with PMOD and Volview software packages.

Fat content analysis is routinely conducted in studies utilizing murine obesity models. Emerging methods in small animal CT imaging and analysis are providing for longitudinal detail rich fat content analysis. Here we detail step by step procedures for performing small animal CT imaging, analysis, and visualization.

Segmentasyon ve Mürin Obezite Modelleri Yağ Hacimleri ölçümü X-ray Bilgisayarlı Tomografi Kullanımı

Obesity is associated with increased morbidity and mortality as well as reduced metrics in quality of life.1 Both environmental and genetic factors are ...

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a novel platform that allows for direct long-term visualization of tissue structure changes intracranially. Imaging at a single cell resolution in a real-time fashion provides supplementary dynamic information beyond that provided by standard end-point histological analysis, which looks solely at 'snap-shot' cross sections of tissue.
Establishing this intravital imaging technique in fluorescent chimeric mice, we are able to image four fluorescent channels simultaneously. By incorporating fluorescently labeled cells, such as GFP+ bone marrow, it is possible to track the fate of these cells studying their long-term migration, integration and differentiation within tissue. Further integration of a secondary reporter cell, such as an mCherry glioma tumor line, allows for characterization of cell:cell interactions. Structural changes in the tissue microenvironment can be highlighted through the addition of intra-vital dyes and antibodies, for example CD31 tagged antibodies and Dextran molecules.
Moreover, we describe the combination of our ICW imaging model with a small animal micro-irradiator that provides stereotactic irradiation, creating a platform through which the dynamic tissue changes that occur following the administration of ionizing irradiation can be assessed.
Current limitations of our model include penetrance of the microscope, which is limited to a depth of up to 900 &mu;m from the sub cortical surface, limiting imaging to the dorsal axis of the brain. The presence of the skull bone makes the ICW a more challenging technical procedure, compared to the more established and utilized chamber models currently used to study mammary tissue and fat pads 5-7. In addition, the ICW provides many challenges when optimizing the imaging.

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

We describe a novel in vivo imaging technique that couples fluorescent chimeric mice with intracranial windows and high-resolution 2-photon microscopy. This imaging platform aids studies of dynamic changes in brain tissue and microvasculature, at a single-cell level, following pathological insults and is adaptable to assess intracranial drug delivery and distribution.

Yeni Bir Yüksek çözünürlüklü<em&gt; In vivo</emTümör Büyüme ve Tedavi için İntrakranial Yapıların Dinamik Tepki Eğitim&gt; Görüntüleme Tekniği

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a ...

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ideal model for testing novel therapeutic strategies.
In vivo magnetic resonance imaging (MRI) gives excellent views of the heart noninvasively with clear anatomical detail, which can be used for accurate functional assessment. Contrast agents can provide basic measures of tissue viability but these are nonspecific. Positron emission tomography (PET) is a complementary technique that is highly specific for molecular imaging, but lacks the anatomical detail of MRI. Used together, these techniques offer a sensitive, specific and quantitative tool for the assessment of the heart in disease and recovery following treatment.
In this paper we explain how these methods are carried out in mouse models of acute myocardial infarction. The procedures described here were designed for the assessment of putative protective drug treatments. We used MRI to measure systolic function and infarct size with late gadolinium enhancement, and PET with fluorodeoxyglucose (FDG) to assess metabolic function in the infarcted region. The paper focuses on practical aspects such as slice planning, accurate gating, drug delivery, segmentation of images, and multimodal coregistration. The methods presented here achieve good repeatability and accuracy maintaining a high throughput.

We describe how to perform MRI and PET imaging of the mouse heart. The protocol is tailored to assess treatment efficacy in models of myocardial infarction and heart failure.

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue

Epilepsy, affecting about 1% of the population, comprises a group of neurological disorders characterized by the periodic occurrence of seizures, which disrupt normal brain function. Despite treatment with currently available antiepileptic drugs targeting neuronal functions, one third of patients with epilepsy are pharmacoresistant. In this condition, surgical resection of the brain area generating seizures remains the only alternative treatment. Studying human epileptic tissues has contributed to understand new epileptogenic mechanisms during the last 10 years. Indeed, these tissues generate spontaneous interictal epileptic discharges as well as pharmacologically-induced ictal events which can be recorded with classical electrophysiology techniques. Remarkably, multi-electrode arrays (MEAs), which are microfabricated devices embedding an array of spatially arranged microelectrodes, provide the unique opportunity to simultaneously stimulate and record field potentials, as well as action potentials of multiple neurons from different areas of the tissue. Thus MEAs recordings offer an excellent approach to study the spatio-temporal patterns of spontaneous interictal and evoked seizure-like events and the mechanisms underlying seizure onset and propagation. Here we describe how to prepare human cortical slices from surgically resected tissue and to record with MEAs interictal and ictal-like events ex vivo.

We here describe how to perform multi-electrode array recordings of human epileptic cortical tissue. Epileptic tissue resection, slice preparation and multi-electrode array recordings of interictal and ictal events are demonstrated in detail.

İnsan Epileptik Ameliyat sonrası Kortikal Doku Çok elektrot Dizi Kayıtlar

Epilepsy, affecting about 1% of the population, comprises a group of neurological disorders characterized by the periodic occurrence of seizures, which ...

High-frequency Ultrasound Imaging of Mouse Cervical Lymph Nodes

High-frequency ultrasound (HFUS) is widely employed as a non-invasive method for imaging internal anatomic structures in experimental small animal systems. HFUS has the ability to detect structures as small as 30 &#181;m, a property that has been utilized for visualizing superficial lymph nodes in rodents in brightness (B)-mode. Combining power Doppler with B-mode imaging allows for measuring circulatory blood flow within lymph nodes and other organs. While HFUS has been utilized for lymph node imaging in a number of mouse&#160; model systems, a detailed protocol describing HFUS imaging and characterization of the cervical lymph nodes in mice has not been reported. Here, we show that HFUS can be adapted to detect and characterize cervical lymph nodes in mice. Combined B-mode and power Doppler imaging can be used to detect increases in blood flow in immunologically-enlarged cervical nodes. We also describe the use of B-mode imaging to conduct fine needle biopsies of cervical lymph nodes to retrieve lymph tissue for histological&#160; analysis. Finally, software-aided steps are described to calculate changes in lymph node volume and to visualize changes in lymph node morphology following image reconstruction. The ability to visually monitor changes in cervical lymph node biology over time provides a simple and powerful technique for the non-invasive monitoring of cervical lymph node alterations in preclinical mouse models of oral cavity disease.

This protocol describes the application of high-frequency ultrasound (HFUS) for imaging mouse cervical lymph nodes. This technique optimizes visualization and quantification of cervical lymph node morphology, volume and blood flow. Image-guided biopsy of cervical lymph nodes and processing of lymph tissue for histological evaluation is also demonstrated.

Fare Servikal lenf nodu Yüksek frekanslı Ultrasonik Görüntüleme

High-frequency ultrasound (HFUS) is widely employed as a non-invasive method for imaging internal anatomic structures in experimental small animal ...

Assessing Cortical Cerebral Microinfarcts on High Resolution MR Images

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes it is challenging to study them on clinical MRI scans. It was recently demonstrated that cortical microinfarcts can be depicted with MRI scanners using high magnetic field strengths (7T). Based on this experience, a proportion of these lesions is also visible on lower resolution 3T MRI. These findings were corroborated with ex vivo imaging of post-mortem human brain tissue, accompanied by histopathological verification of possible cortical microinfarcts.
Here an ex vivo imaging protocol is presented, for the purpose of validating MR observed cerebral microvascular pathology with histological evaluation. Furthermore, guidelines are provided for the assessment of cortical microinfarcts on both in vivo 7T and 3T MR images. These guidelines provide researchers with a tool to rate cortical microinfarcts on in vivo images of larger patient samples, to further unravel their clinical relevance in cognitive decline and dementia, and establish these lesions as a novel biomarker of cerebral small vessel disease.

A high resolution ex vivo 7T MR imaging protocol is presented, to perform MR-guided histopathological validation of microvascular pathology in post-mortem human brain tissue. Furthermore, guidelines are provided for the assessment of cortical microinfarcts on in vivo 7T as well as 3T MR images.

Yüksek Çözünürlüklü MR Görüntüleri Kortikal üzerinde Serebral mikroinfarktlarının Değerlendirilmesi

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes ...

A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations over time in the blood-oxygenation level dependent signal. rs-fcMRI has been applied extensively to identify abnormalities in brain connectivity in different neurologic and psychiatric diseases. However, the relationship among rs-fcMRI connectivity abnormalities, brain electrophysiology and disease state is unknown, in part because the causal significance of alterations in functional connectivity in disease pathophysiology has not been established. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a technique that uses electromagnetic induction to noninvasively produce focal changes in cortical activity. When combined with electroencephalography (EEG), TMS can be used to assess the brain's response to external perturbations. Here we provide a protocol for combining rs-fcMRI, TMS and EEG to assess the physiologic significance of alterations in functional connectivity in patients with neuropsychiatric disease. We provide representative results from a previously published study in which rs-fcMRI was used to identify regions with abnormal connectivity in patients with epilepsy due to a malformation of cortical development, periventricular nodular heterotopia (PNH). Stimulation in patients with epilepsy resulted in abnormal TMS-evoked EEG activity relative to stimulation of the same sites in matched healthy control patients, with an abnormal increase in the late component of the TMS-evoked potential, consistent with cortical hyperexcitability. This abnormality was specific to regions with abnormal resting-state functional connectivity. Electrical source analysis in a subject with previously recorded seizures demonstrated that the origin of the abnormal TMS-evoked activity co-localized with the seizure-onset zone, suggesting the presence of an epileptogenic circuit. These results demonstrate how rs-fcMRI, TMS and EEG can be utilized together to identify and understand the physiological significance of abnormal brain connectivity in human diseases.

Resting-state functional-connectivity MRI has identified abnormalities in patients with a wide range of neuropsychiatric disorders, including epilepsy due to malformations of cortical development. Transcranial Magnetic Stimulation in combination with EEG can demonstrate that patients with epilepsy have cortical hyperexcitability in regions with abnormal connectivity.

Epilepsi Hastalarında Beyin uyarılabilmenin Bağlantı ile ilgili değerlendirmek için bir Multimodal imaging- ve Uyarım tabanlı Yöntemi

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations ...

Network Analysis of Foramen Ovale Electrode Recordings in Drug-resistant Temporal Lobe Epilepsy Patients

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control seizures. However, a significant minority of patients continues to exhibit post-operative seizures, even in those cases in which the suspected source of seizures has been correctly localized and resected. The protocol presented here combines a clinical procedure routinely employed during the pre-operative evaluation of temporal lobe epilepsy (TLE) patients with a novel technique for network analysis. The method allows for the evaluation of the temporal evolution of mesial network parameters. The bilateral insertion of foramen ovale electrodes (FOE) into the ambient cistern simultaneously records electrocortical activity at several mesial areas in the temporal lobe. Furthermore, network methodology applied to the recorded time series tracks the temporal evolution of the mesial networks both interictally and during the seizures. In this way, the presented protocol offers a unique way to visualize and quantify measures that considers the relationships between several mesial areas instead of a single area.

This protocol describes a procedure to track the evolution of mesial network measures in temporal lobe epilepsy (TLE) patients. It is based on the combination of intracranial recordings with a novel numerical technique for data analysis. Specifically, we present a protocol for network analyses of foramen ovale recordings.

İlaca dirençli Temporal Lob Epilepsi Hastalarında Foramen Ovale Elektrot Kayıtları Ağ Analizi

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control ...

Assessment of Spontaneous Alternation, Novel Object Recognition and Limb Clasping in Transgenic Mouse Models of Amyloid-&#946; and Tau Neuropathology

Here we describe a staged, behavioral testing approach that can be used to screen for compounds that exhibit in vivo efficacy on cognitive and functional motor behaviors in transgenic mouse models of &#946;-amyloidosis and tauopathy. The paradigm includes tests for spontaneous alternation in a Y-maze, novel object recognition, and limb clasping. These tests were selected because they: 1) interrogate function of cognitive or motor domains and the correlate neural circuitry relevant to the human disease state, 2) have clearly defined endpoints, 3) have easily implementable quality control checks, 4) can be run in a moderate throughput format, and 5) require little intervention by the investigator. These methods are designed for investigators looking to screen compounds for activity in short-term and working memory tasks, or functional motor behaviors associated with Alzheimer's disease mouse models. The methods described here use behavioral tests that engage a number of different brain regions including hippocampus and various cortical areas. Investigators that desire cognitive tests that specifically assess cognition mediated by a single brain region could use these techniques to supplement other behavioral tests.

Described here is a staged, behavioral screening approach that can be used to screen for compounds that exhibit in vivo efficacy on cognitive and functional motor behaviors in transgenic mouse models of &#946;-amyloidosis and tauopathy. These methods are optimized to screen compounds for activity in short-term and working memory tasks.

Amiloid-β ve Tau Nöropatolojisinin Transgenik Fare Modellerinde Spontan Dalgalanmanın Değerlendirilmesi, Yeni Nesne Tanıma ve Limb Klapması

Here we describe a staged, behavioral testing approach that can be used to screen for compounds that exhibit in vivo efficacy on cognitive and functional ...