Name: simultaneous recordings of cortical local field potentials, electrocardiogram, electromyogram, and breathing rhythm from a freely moving rat
Uploaded: 2018-04-02T13:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 7 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat at JoVE.com

Bu eser Kaken-Merhaba tarafından desteklenmiştir (17 H 05939; 17 H 05551), Nakatomi Vakfı ve Suzuken Anıtı Vakfı.

Hayvan konular içeren tüm yordamları için bakım ve kullanım hayvanlar NIH esaslarına göre yapıldı.
1. hazırlanması bütünleştirici mikro-sürücü dizisi
<ol><li>Başka bir yerde açıklandığı gibi kortikal LFP kayıtları için bir mikro-sürücü dizisi1,2,3oluşturun. Bırak en az 6 metal delik bioflex teller için 1.2 ile açıklandığı gibi bağlı ECG/EMG/BR kanalları olarak kullanılmak üzere bir elektrot arabirimi yönetim kurulu (EIB) açın.</li>
	<li>Bioflex tel uzunlukları, 5.0 cm. Peel off politetrafloroetilin (PTFE) ile 6 parçalar halinde kesilmiş her iki ucunda da tel taşlarını uzunlukları ~5.0 mm. ile kaplama bağlanmak bir ucunu her birine açık metalik delik (ECG/EMG/BR kanalları) Tel parçaları üzerinde EIB altın iğne ile.</li>
	<li>Bir emaye kabloyu iki 5.0 cm parçalar halinde kesin. Her biri bu teller için EIB (şekil 3, bkz: Ayrıca önceki kağıtları12,13) zemin/başvuru (g/r) kanallarında bir ucunu lehim.</li>
	<li>ECG elektrotlar hazırlanması için bir bioflex kabloyu iki 16 cm parçalar halinde kesin. ~5.0 mm (kısa sonu) bir ucunda ve diğer uçtaki (uzun son) ~ 15 mm uzunluklarında bu tel parçaları öbür ucuna PTFE kaplama akasındaki.</li>
	<li>Belgili tanımlık uzun son tel bükme ve lehimleme tarafından halka şekil sabitleme tarafından 2.0 mm çapında bir tel halka oluştururlar.</li>
	<li>EMG elektrotlar hazırlanması için bir bioflex kabloyu uzunlukları, 8 cm. kabuğu PTFE kaplama bu tel parçaları her iki uçtan uzunlukları ~5.0 mm ile kapalı 2 parçaya kesin.</li>
	<li>BR elektrotlar, hazırlanması kesmek için bir bioflex tel uzunlukları, 6.0 cm. Peel off bu tel parçaları her iki ucunu ~5.0 uzunlukları ile emaye kaplama ile 2 adet içine mm. lehim paslanmaz çelik vida (kök dia kafasına bu tel parçalar bir ucunu metre: 1.0 mm, kök uzunluğu: 4.0 mm).</li>
	<li>Zemin/başvuru (gr) elektrotlar hazırlanması için kesim uzunlukları, 6.0 cm. Peel off bu tel parçaları her iki ucunda uzunlukları ~5.0 mm. ile emaye kaplama ile 2 adet içine bir emaye tel lehim kafasına bu tel parçalar paslanmaz bir St bir ucunu yılan balığı vida (kök çapı: 1.4 mm, kök uzunluğu: 3.0 mm).</li>
	<li>Gaz sterilize tüm elektrotlar ve paslanmaz vidalar ve bu temiz bir alanda tutun.</li>
</ol>2. EKG/EMG elektrotlar implantasyonu
Not: tüm cerrahi aseptik teknik steril eldiven ve autoclaved araçlarını kullanarak adımları izleyerek. Bir kesi oluşturma içeren tüm adımları için cilt önce % 70 etanol ile sterilize ve cerrahi perdeler ile belgili tanımlık kesme kapak.
<ol><li>Bir imzalat düzeltmek (% 1.0-3,0 isoflurane gaz) fare bir düz ısı yastık üzerinde sırtında. Buprenorfin bir analjezik vermek. Veteriner merhem sıçan gözler kuruluğu önlemek için yerleştirin. Betadin cilt yüzeyini temizlemek için kullanın.</li>
	<li>Bir kesik ~2.0 cm medial göğüs alanında olun. İnterkostal kaslara göğüs kasları ayırarak maruz. Yüzüklerin ECG elektrot interkostal kaslara dikiş.</li>
	<li>Hayvan mide ısı altlığında düzeltmek. Bir kesik ~1.0 cm dorsal boyun bölgesi içinde olun.</li>
	<li>Subkutan göğüs kesi yoluyla ECG elektrotlar yerleştirin. Uçları dorsal boyun bölgesi için slayt ve boyun kesi çekin. Göğüs kesik dikiş.</li>
	<li>Her boyun kesi yoluyla ~2.0 cm uzunluğunda subkutan için EMG elektrot bir ucunu bağlayın. EMG elektrotlar boyun kas dikiş tarafından tamir.</li>
</ol>3. bütünleştirici mikro-sürücü dizisi ve BR elektrotları implantasyonu
<ol><li>Fareyi üzerinde stereotaksik aygıtını düzelt. ~3.0 cm kesik baş boyun bölgesi için gözler arasında noktadan orta çizgi boyunca olun. Kafatası maruz.</li>
	<li>0,7-1.0 mm yukarıda olfaktör ampul 11.0 mm ön ve 1 mm fan çapı iki dairesel bilgisayarçıktısı ikili bregma için yüksek hızlı bir matkapla olun. Kadar vida kaynaklanıyor ipuçları beyin yüzeyine bağlı olan iki BR elektrot kafatası içinde implant.</li>
	<li>0,7-1.0 mm yukarıda frontal korteks 2.7 mm ön ve 2.7 mm fan çapı iki dairesel bilgisayarçıktısı ikili bregma için yapmak. Vida kök ucu beyin yüzeyine bağlı olduğu kadar iki g/r elektrot kafatası içinde implant.</li>
	<li>Altı ya da sekiz delik çapı 1.0 mm büyük kranyotomi çevresinde yapmak. Bağlantı vidaları implant (kök çapı: 1.4 mm, kök uzunluğu: 3.0 mm) kafatası içinde.</li>
	<li>Hipokampus ve 3.8 mm arka yukarıda ~2.0 mm 2.5 mm çapında büyük bir dairesel kranyotomi ikili bregma için yapmak. Öyle ki sürücü dizisi kanül ucu büyük kranyotomi yer alan bütünleştirici mikro-sürücü dizisi yer</li>
	<li>İki çözüm, i.e~ 100 µL ile kanül ucu ve beyin yüzey arasındaki boşluğu boşluğu doldurmak., 0,5 oranında (kütle) sodyum aljinat ve % 10 oranında (kütle) Kalsiyum klorür. Not: iki çözüm kafatasında karıştırılır sonra bu işlem şeffaf bir jel ~ 5 dk içinde oluşturur.</li>
	<li>Kapak kanül, BR elektrotlar, g/r elektrotlar ve çapa vida diş çimento ile bir kalınlık 0.5 cm. ile BR ve g/r elektrotlar bu aşamada çimento ile açık uçlarını kapatmak için dikkatli değil var olmak.</li>
	<li>Daha önce EIB için bağlı idi bireysel tel ipuçları için EKG, EMG, BR ve g/r elektrot açık biter lehim (1.2 ve 1.3 adımlara bakın).</li>
	<li>Bütünleştirici mikro-sürücü dizisi ve diş çimento ile bütün elektrot tel alt parçası kapak. Böylece fare onları sonra implantasyon çizik değil elektrot teller tamamen kaplı olduğundan emin olun.</li>
	<li>Sternal recumbency korumak için yeterli bilinci yerine sonra hayvan onun şeffaf pleksiglas ev cag dönün ve su ve yiyecek için ücretsiz erişim ile kendi başına tutmak. Ameliyattan sonra hayvan antibiyotik (gentamisin) ile tedavi.</li>
	<li>Ameliyattan sonra günlük gözlem hayvanlarla izlemek. Onlar düzgün yürüyüş ve deneyci mikro-sürücü dizisi dokunduğunda onlar squeak değil olduğunu kontrol edin.</li>
</ol>4. Vivo kayıtları
Not: Tüm sinyaller, 2 kHz örneklenmiş güçlendirilmiş ve filtre uygulanmış (0.1 - 500 Hz) (30 kHz örneklenmiş ve bant geçiren Filtre uygulanmış (500-6 kHz)) birim faaliyetleri dışında bant geçiren.
<ol><li>Bütünleştirici mikro-sürücü dizisi EIB bir kayıt cihazı headstage için bağlayın.</li>
	<li>Tetrodes ameliyat sonrası birkaç hafta için vidaları çevirerek ilerlemek. Bir kez tetrodes beyin alanları hedef bitişik olan, tetrodes da alanlarına istikrarlı kayıtları için birkaç gün belirli bir süre yerleşmek.</li>
	<li>Hayvan özgürce bir kayıt odasında hamle yaparken elektrik sinyallerini izleyin.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kloosterman, 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=Micro-drive+Array+for+Chronic+in+vivo+Recording:+Drive+Fabrication.">Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication.</a> JoVE. (26), e1094 (2009).</li><li>Nguyen, D. 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=Micro-drive+Array+for+Chronic+in+vivo+Recording:+Tetrode+Assembly.">Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. (26), e1098 (2009).</li><li>Jog, M. S., 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=Tetrode+technology:+advances+in+implantable+hardware,+neuroimaging,+and+data+analysis+techniques.">Tetrode technology: advances in implantable hardware, neuroimaging, and data analysis techniques.</a> J Neurosci Methods. 117 (2), 141-152 (2002).</li><li>Fenske, S., 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=Comprehensive+multilevel+in+vivo+and+in+vitro+analysis+of+heart+rate+fluctuations+in+mice+by+ECG+telemetry+and+electrophysiology.">Comprehensive multilevel in vivo and in vitro analysis of heart rate fluctuations in mice by ECG telemetry and electrophysiology.</a> Nat Protoc. 11 (1), 61-86 (2016).</li><li>Rossi, S., 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+effect+of+aging+on+the+specialized+conducting+system:+a+telemetry+ECG+study+in+rats+over+a+6+month+period.">The effect of aging on the specialized conducting system: a telemetry ECG study in rats over a 6 month period.</a> PLoS One. 9 (11), 112697 (2014).</li><li>Cesarovic, N., Jirkof, P., Rettich, A., Arras, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implantation+of+radiotelemetry+transmitters+yielding+data+on+ECG,+heart+rate,+core+body+temperature+and+activity+in+free-moving+laboratory+mice.">Implantation of radiotelemetry transmitters yielding data on ECG, heart rate, core body temperature and activity in free-moving laboratory mice.</a> JoVE. (57), (2011).</li><li>Zeredo, J. L., Kumei, Y., Shibazaki, T., Yoshida, N., Toda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+biting+behavior+induced+by+acute+stress+in+the+rat.">Measuring biting behavior induced by acute stress in the rat.</a> Behav Res Methods. 41 (3), 761-764 (2009).</li><li>Young, G. A., Khazan, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromyographic+power+spectral+changes+associated+with+the+sleep-awake+cycle+and+with+diazepam+treatment+in+the+rat.">Electromyographic power spectral changes associated with the sleep-awake cycle and with diazepam treatment in the rat.</a> Pharmacol Biochem Be. 19 (4), 715-718 (1983).</li><li>Oishi, Y., 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=Polygraphic+Recording+Procedure+for+Measuring+Sleep+in+Mice.">Polygraphic Recording Procedure for Measuring Sleep in Mice.</a> JoVE. (107), e53678 (2016).</li><li>Chaput, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory-phase-related+coding+of+olfactory+information+in+the+olfactory+bulb+of+awake+freely-breathing+rabbits.">Respiratory-phase-related coding of olfactory information in the olfactory bulb of awake freely-breathing rabbits.</a> Physiol Behav. 36 (2), 319-324 (1986).</li><li>Ravel, N., Pager, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory+patterning+of+the+rat+olfactory+bulb+unit+activity:+Nasal+versus+tracheal+breathing.">Respiratory patterning of the rat olfactory bulb unit activity: Nasal versus tracheal breathing.</a> Neurosci Lett. 115 (2-3), 213-218 (1990).</li><li>Okada, S., Igata, H., Sakaguchi, T., Sasaki, T., Ikegaya, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+device+for+the+simultaneous+recording+of+cerebral,+cardiac,+and+muscular+electrical+activity+in+freely+moving+rodents.">A new device for the simultaneous recording of cerebral, cardiac, and muscular electrical activity in freely moving rodents.</a> J Pharmacol Sci. 132 (1), 105-108 (2016).</li><li>Sasaki, T., Nishimura, Y., Ikegaya, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+Recordings+of+Central+and+Peripheral+Bioelectrical+Signals+in+a+Freely+Moving+Rodent.">Simultaneous Recordings of Central and Peripheral Bioelectrical Signals in a Freely Moving Rodent.</a> Biol Pharm Bull. 40 (5), 711-715 (2017).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Nasıl beyin periferik aktivite düzeyleri ve Yardımcısı modüle anlamak için çok yönlü, aynı anda birden çok vücut alanları elektrik biosignals yakalamak için yöntemler kayıt büyük ölçekli gerekli. Bu çalışmada açıklanan bir cerrahi işlem ve izleme serebral yerel alan potansiyelleri, kalp hızı, kas inşaat ve için kullanılan kayıt sistemi üzerinde geliştirilmiş solunum fiyatlar, büyüklüğü için bir kayıt sistemi beyin dokusu içinde ekstraselüler kayıtları. Bu sistem elektrik sinyalleri hem beyin hem de çevre organlara tek bir EIB bütünleştirici bir mikro-sürücü dizisi üzerinde toplar. Bu biraz zaman alır gibi bütünleştirici mikro-sürücü dizisi hazırlanması ameliyatından önceki en az birkaç saat başlatılmalıdır. Burada, tetrodes beyin yerel alan potansiyelleri kayıt için sürücü dizisi içerir, ancak bu elektrotlar ucunun düzgün lehimli Eğer metal elektrotlar, platin ve tungsten elektrotlar gibi diğer türleri EIB için eklenebilir. İletişim kuralı cerrahi işlemler takip, deneyimli Denemecileri 2-3 saat içinde tüm yordamları tamamlamak mümkün olmuştur.
Bu iletişim kuralı içinde önemli bir adım elektrotlar EKG ve EMG elektrotlar için özellikle doku üzerinde konumlandırma olduğunu. Çeşitli eğitim tekrar istikrarlı kayıtları elde etmek için gerekli olabilir. Bugüne kadar tüm kayıtları ameliyattan sonra en az bir ay istikrarlı olmuştur. Denemecileri kaydedilen veri sinyal noise oranları düşük hale gelirse, bu sorun sık sık gevşek tespitlerin zemin/referans elektrot veya tellerin arasında EIBs veya diğer ucuna uçları yetersiz lehimleme nedeniyle olduğunu, dikkat etmelisiniz teller. Bazı bağımsız aygıtlar kullanarak geleneksel Elektrofizyolojik kaydı ile karşılaştırıldığında, bu yöntemin avantajları nelerdir (1) birkaç kez eğitim yapmak teknik olarak basittir, (2) o does değil istemek eşitlemek için bir iletişim sistemi birden çok aygıt, (3) BT genel olarak deneysel maliyeti tek bir kayıt cihazı gereklidir ve veri dosyaları aynı işleme yöntemi ve veri analizi verimini artırır, program tarafından ele alınabilir (4) tüm kaydedilmiş olarak azaltır. Ayrıca, metodolojik kavramı birden çok beyin bölgeleri ve periferik organlarda, solunum sistemi, dolaşım sistemi ve otonom sinir sistemi de dahil olmak üzere birçok kombinasyon için geçerlidir. Herhangi bir ticari olarak mevcut elektrik kayıt cihazı için de geçerlidir. Eşzamanlı sistemik fiziksel aktivite alışkanlıkları izleme bu yöntemi kullanarak nöronal aktivite desen çeşitli fizyolojik devletler duygusal sorunlar, dış duyusal modülasyon, karşı elucidating yardımcı olacaktır ve patolojik hastalıklar, beyin-vücut derneğe temel biyolojik mekanizmaları artan bir anlayış lider.

Merkezi sinir sistemi vücudun Birleşik çeşitli çevresel değişiklikler denetler ve bu denetim genellikle kalp atışı, solunum hızı ve kas kasılmaları değişiklikler olarak temsil edilir. Ancak, birkaç çalışmalar nasıl böyle periferik fizyolojik faktörler kortikal aktivitesiyle ilişkilendirilmiş test ettik. Bu sorunu gidermek için merkezi ve periferik dokulara gelen elektrik biosignals izlemek için bir büyük ölçekli kayıt yöntemi gereklidir. Serebral korteks yerel alan potansiyel (LFP) sinyalleri extracellularly kortikal dokular1,2,3içine eklenir elektrotlar tarafından kaydedilir. Aynı anda birden fazla LFP sinyalleri sıçanlar ve fareler, gibi küçük memeliler kortikal bölgelerinden kaydetmek için çalışmalar bir dizi mikro sürücüler olarak adlandırdığı özel yapım elektrot derlemeler türleri geliştirdi. Geleneksel bir mikro sürücü metal vida (olan genellikle tetrodes) elektrotlar, vida ve elektrotlar barındıran bir çekirdek beden ve metal delik barındıran bir elektrik arabirimi yönetim kurulu (EIB), orta bölümlerine bağlı oluşan elektrotlar (Resim 1, Resim 2ve şekil 3) açık biter takın. Bu elektrot derleme birçok elektrotlar gün ile hafta boyunca beynine eklenen derinliğini kontrol için operatör sağlar ve hayvan çeşitli ile meydan gibi nöronal aktivite uzun süreli kronik kayıtları iletken sağlar davranışsal görevleri. Periferik organlarda kalp atışı sinyalleri üzerinde veya kalp alan4,5,6çevresinde implante elektrotlar bir çift tarafından Elektrokardiyogram (ECGs) kaydedilir ve kas iskelet sinyalleri kaydedilir electromyograms (EMGs) elektrotlar ile bu kas doku7,8,9içine eklenir. Olfaktör ampul elektrik sinyalleri ve nefes (BR) ritim arasındaki ilişkiyi tek birim kayıtları10,11ile çalışılmıştır. Geleneksel kayıt sistemleri, farklı dokular bu sinyalleri tarafından bağımsız kayıt cihazları, yani ek bir deneysel sistem tam olarak bu birden çok aygıt için eşitleme için gereklidir yakalanan aynı anda beyin-vücut sinyaller kayıtları. Bu sistem bu sorunu aşmak için geliştirilmiştir. Bu sistemde kaydedilen periferik organ, ECGs, EMGs ve nefes ritmini yansıtan olfaktör ampul elektrik sinyalleri dahil olmak üzere tüm elektrik sinyalleri bir tek mikro-sürücü dizisi1,2 entegre edilmiştir ,3burada bütünleştirici bir mikro-sürücü dizisi olarak adlandırdığı,. Bu sistem yalnızca bir çok kanallı kayıt cihazı gerektirir ve herhangi bir geleneksel mikro-sürücü dizisi için geçerlidir. O does değil istemek herhangi bir özel cihazlar veya birden çok aygıtın kayıt süresi eşleştirmek için tetikleyici sinyalleri, ve tüm sinyallerin benzer veri türleri olarak kaydedilir bu yana daha uygun veri işleme için sağlar Bu teknik avantajları. Bu teknik Merkezi ve periferik organlar arasındaki ilişkilendirmeleri nörofizyolojik ilişkilendirir anlayış yardımcı olacak. Bu kağıt tekniği ile ilişkili yordamlar açıklanır ve bir sıçan gelen elde temsilcisi veri kümeleri sunar.

<table><tbody><tr><td>FEP Hookup Wire Stranded Stainless Steel&amp;nbsp;</td><td>Cooner Wire Company, Chatsworth, CA</td><td>AS 633</td><td>Bioflex wire</td></tr><tr><td>EIB-36-PTB</td><td>Neuralynx, Inc., Bozeman, MT</td><td>EIB-36-PTB</td><td>EIB</td></tr><tr><td>Cereplex&amp;nbsp; M</td><td>Blackrock&amp;nbsp; Microsystems, Salt Lake City, UT</td><td></td><td>Digital headstage</td></tr><tr><td>Cereplex Direct&amp;nbsp;</td><td>Blackrock&amp;nbsp; Microsystems, Salt Lake City, UT</td><td></td><td>Data acquisition system</td></tr><tr><td>UEW polyurethane magnet wire</td><td>Oyaide.com, Tokyo, Japan</td><td>UEW 0.14mm 20m&amp;nbsp;</td><td>Enamel wire</td></tr><tr><td>SD-102</td><td>Narishige, Tokyo, Japan</td><td>SD-102</td><td>High-speed drill</td></tr><tr><td>Minimo ONE SERIES ver.2</td><td>Minitor Co.,Ltd, Tokyo, Japan</td><td>C2012</td><td>High-peed drill Power Supply&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Provinice 250 mL</td><td>Shofu Inc., Kyoto, Japan</td><td>213620136</td><td>Dental cement</td></tr><tr><td>Small Animal Anesthetizer&amp;nbsp;</td><td>Biomachinery, Chiba, Japan</td><td>TK-7</td><td>Anesthetizer&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Buprenorphine hydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td><td>B7536-1ML</td><td>Analgesic</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>DS Pharma Animal Health, Osaka, Japan&amp;nbsp;</td><td>Isoflu 250mL</td><td></td></tr><tr><td>Vaseline, White&amp;nbsp;</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan</td><td>224-00165&amp;nbsp;</td><td>Vet ointment&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>&amp;nbsp;Sodium alginate</td><td>Nacalai tesque, Kyoto, Japan</td><td>31131-85</td><td></td></tr><tr><td>Calcium Chloride Dihydrate</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan</td><td>031-00435&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Stainless steel screw M1.0&amp;times;4.0&amp;nbsp;</td><td>MonotaRO, Hyogo, Japan</td><td>42617504</td><td>Stainless steel screw for BR electrodes</td></tr><tr><td>Stainless steel screw M1.4&amp;times;3.0</td><td>MonotaRO, Hyogo, Japan</td><td>42617687</td><td>Stainless steel screw for g/r electrodes and anchors</td></tr></tbody></table>

simultaneous recordings of cortical local field potentials, electrocardiogram, electromyogram, and breathing rhythm from a freely moving rat

Birkaç soru hakkında nasıl beyin denetimleri vücut fonksiyonları ve iç organ ritimleri hayvanların duygusal sorunları ve değişiklikler açık olduğu zaman adresleme için gerekli beyin ve periferik dokulara fizyolojik dinamikleri izleme onların yaşam ortamları. Genel olarak deneyler, sinyal--dan farklı organlar, beyin ve kalp gibi veri dosyaları işlemek için birden çok kayıt cihazları ve farklı yordamlar gerektiren bağımsız kayıt sistemleri tarafından kaydedilir. Bu çalışmada aynı anda elektrik biosignals, yerel alan potansiyelleri onlarca dahil olmak üzere birden çok beyin bölgeleri, kardiyak ritim temsil Elektrokardiyogram, uyanık temsil electromyograms izleyebilirsiniz yeni bir yöntem açıklanır / uyku ile ilgili kas kasılması ve sinyalleri, özgürce hareket fare nefes. Bu yöntemin kayıt yapılandırma elektrotlar onlarca IBM'in ve sinyalleri bu elektrotlar elde edilen tek bir entegre edilmiştir kortikal yerel alan potansiyel kayıtları için geleneksel bir mikro-sürücü dizisi dayanmaktadır elektrik panosu hayvanın kafasına monte. Burada, böylece periferik organlarda gelen sinyalleri de bir elektrik arabirimi kartına aktarılır bu kayıt sistemi geliştirildi. Tek bir ameliyatla elektrotlar ilk ayrı olarak uygun vücut parçaları ve hedef beyin bölgeleri implante edilir. Böylece tüm sinyallerin tek elektrik pano entegre edilebilir tüm bu elektrotlar açık biter sonra hayvanın başının üstünde elektrik panosunun tek tek kanalları lehimli. Tüm sinyallerin koleksiyonu içine a tek aygıt, deneysel maliyetlerini azaltır ve veri işleme, kolaylaştırır, çünkü tüm verileri aynı veri dosyasında ele alınması için bu tahta bir kayıt aygıtına bağlanmalarını sağlar. Bu teknik Merkezi ve periferik organlar arasındaki ilişkilendirmeleri nörofizyolojik ilişkilendirir anlayış yardımcı olacak.

Bu yöntem aynı anda, beyin, kalp hızı, ritim ve iskelet kas kasılma (şekil 1)nefes nöronal aktivite gösteren birden çok organları biyoelektrik sinyaller yakalayabilirsiniz. Şekil 4 temsilcisi kayıt veri serbestçe bir dikdörtgen kutu (25 x 40 cm2) yiyecek arama ispiyoncu serbestçe hareket sağlar. Örnek veri kümesi taşıma ve Birleşik dinlenme arasında tipik davranış geçişleri içerir. Bir güç spektrumu Hipokampal LFP izleme dalgacık analizi ile hesaplanmıştır. Olfaktör ampul yüzey alanı kaydedilen BR sinyal kabaca frekansları, keşif koklama davranış sırasında ortaya gibi nefes içinde göreli değişiklikleri tahmin etmek için kullanıldı.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56980/56980fig1.jpg"> Resim 1 : Resimde birden çok beyin-vücut izlemek için kayıt sisteminin serbestçe hareket bir sıçan gelen sinyalleri. Tüm biyoelektrik sinyaller (LFP, ECG, EEG, BR sinyalleri) serbestçe hareket bir sıçan gelen kafasına monte microdrive bütünleştirici diziye toplanır. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56980/56980fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56980/56980fig2.jpg"> Resim 2 : Bütünleştirici bir mikro-sürücü dizisi. Tüm LFP, EKG, EEG ve BR sinyalleri EIB delikleri oklarla gösterilmiş iletilir. Noktalı alanı sağ panelde büyütülür ve beyin dokusu içine takılı mikro-sürücü diziden çıkıntılı tetrodes bazılarını görüntüler. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56980/56980fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56980/56980fig3.jpg"> Şekil 3 : Yukarıdan EIB. EIB için tetrodes bağlı 24 kortikal LFP (LFP) kanalı, 2 ECG kanal, 2 EMG kanal, 2 BR kanal ve 2 zemin (Gr) kanal içerir. LFP kanalları bağlı oldukları dışında tüm kanallar teller izole. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56980/56980fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56980/56980fig4v2.jpg"> Şekil 4 : Aynı anda çok kanallı kayıt biyoelektrik sinyallerin örneği. (Yukarıdan aşağıya) LFP sinyalleri somatosensor korteks (ölçek çubuğu: 250 µV). LFP sinyalleri Hipokampal CA1 bölgesindeki (ölçek çubuğu: 500 µV). Hipokampal LFP izleme renk kodlu güç spektrumu. Bir ECG sinyal (bant geçiren Filtre 20-200 Hz'de, ölçek çubuğu: 500 µV). Bir EMG sinyal (bant geçiren Filtre 100-500 Hz, ölçek çubuğu: 100 µV). BR sinyal (ölçek çubuğu: 500 µV). BR sinyal renk kodlu güç spektrumu belirten geçici bir artış oranı nefes tarafından tanımlanan davranışı koklama. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56980/56980fig4v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat at JoVE.com

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

Bu çalışmada yerel alan potansiyelleri beyin, Elektrokardiyogram, electromyograms aynı anda kayıt ve sinyalleri serbestçe hareket sıçan nefes bir yöntem sağlar. Deneysel maliyetlerini azaltır ve veri analizi kolaylaştırır, bu tekniği, beyin ve periferik organlarda arasındaki etkileşimler anlayış katkıda bulunacaktır.

Kortikal yerel alan potansiyelleri, Elektrokardiyogram, Electromyogram ve ritim serbestçe hareket bir sıçan gelen nefes eşzamanlı kayıt

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls ...

simultaneous-recordings-cortical-local-field-potentials

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.8K Görüntüleme.  The University of Tokyo. Bu çalışmada yerel alan potansiyelleri beyin, Elektrokardiyogram, electromyograms aynı anda kayıt ve sinyalleri serbestçe hareket sıçan nefes bir yöntem sağlar. Deneysel maliyetlerini azaltır ve veri analizi kolaylaştırır, bu tekniği, beyin ve periferik organlarda arasındaki etkileşimler anlayış katkıda bulunacaktır.

Video: Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in which functional MRI data and in vivo intracortical recording can be performed simultaneously. The combination of MRI and electrical recording is technically challenging because the electrodes used for recording distort the MRI images and the MRI acquisition induces noise in the electrical recording. To minimize the mutual interference of the two modalities, glass microelectrodes were used rather than metal and a noise removal algorithm was implemented for the electrophysiology data. In our studies, two microelectrodes were separately implanted in bilateral primary somatosensory cortices (SI) of the rat and fixed in place. One coronal slice covering the electrode tips was selected for functional MRI. Electrode shafts and fixation positions were not included in the image slice to avoid imaging artifacts. The removed scalp was replaced with toothpaste to reduce susceptibility mismatch and prevent Gibbs ringing artifacts in the images. The artifact structure induced in the electrical recordings by the rapidly-switching magnetic fields during image acquisition was characterized by averaging all cycles of scans for each run. The noise structure during imaging was then subtracted from original recordings. The denoised time courses were then used for further analysis in combination with the fMRI data. As an example, the simultaneous acquisition was used to determine the relationship between spontaneous fMRI BOLD signals and band-limited intracortical electrical activity. Simultaneous fMRI and electrophysiological recording in the rodent will provide a platform for many exciting applications in neuroscience in addition to elucidating the relationship between the fMRI BOLD signal and neuronal activity.

We have developed a method for simultaneous functional magnetic resonance imaging and electrophysiological recording in the rodent brain, providing a platform for the investigation of the relationship between neural activity and the blood oxygenation level dependent (BOLD) MRI signal.

Kemirgen Beyin aynı anda fMRI ve Elektrofizyoloji

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in ...

Nörobilim

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and human studies to investigate the cortical processing of nociceptive information. These laser-evoked brain potentials (LEPs) consist of several transient responses that are time-locked to the onset of laser stimuli. However, the functional properties of the LEP responses are still largely unknown, due to the lack of a sampling technique that can simultaneously record neural activities at the surface of the cortex (i.e., electrocorticogram [ECoG] and scalp electroencephalogram [scalp EEG]) and inside the brain (i.e., local field potential [LFP]). To address this issue, we present here an animal protocol using freely moving rats. This protocol is composed of three main procedures: (1) animal preparation and surgical procedures, (2) a simultaneous recording of ECoG and LFP in response to nociceptive laser stimuli, and (3) data analysis and feature extraction. Specifically, with the help of a 3D-printed protective shell, both ECoG and LFP electrodes implanted on the rat&#39;s skull were securely held together. During data collection, laser pulses were delivered on the rat&#39;s forepaws through gaps in the bottom of the chamber when the animal was in spontaneous stillness. Ongoing white noise was played to avoid the activation of the auditory system by the laser-generated ultrasounds. As a consequence, only nociceptive responses were selectively recorded. Using the standard analytical procedures (e.g., band-pass filtering, epoch extraction, and baseline correction) to extract stimulus-related brain responses, we obtained results showing that LEPs with a high signal-to-noise ratio were simultaneously recorded from ECoG and LFP electrodes. This methodology makes the simultaneous recording of ECoG and LFP activities possible, which provides a bridge of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, thereby facilitating the investigation of nociceptive information processing in the brain.

We developed a technique that simultaneously records both electrocorticography and local field potentials in response to nociceptive laser stimuli from freely moving rats. This technique helps establish a direct relationship of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, which facilitates the investigation of nociceptive information processing in the brain.

Kortikal yerel alan potansiyelleri ve Electrocorticograms fareler serbestçe hareket nosiseptif lazer uyaranlara yanıt olarak eşzamanlı kayıt

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and ...

Davranış

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

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 as epilepsy and neurodegenerative disorders. However, it is technically difficult to obtain EEG recordings in neonates as it requires specialized handling and great care. Here, we present a novel method to record EEG in neonatal rat pups (P8-P15). We designed a simple and reliable electrode using computer pin loci; it can be easily implanted into the skull of a rat pup to record high-quality EEG signals in the normal and epileptic brain. Pups were given an intraperitoneal (i.p.) injection of the neurotoxin kainic acid (KA) to induce epileptic seizures. The surgical implantation performed in this procedure is less expensive than other EEG procedures for neonates. This method allows one to record high-quality and stable EEG signals for more than 1 week. Furthermore, this procedure can also be applied to adult rats and mice to study epilepsy or other neurological disorders.

Here, we introduce a novel technique designed to record electroencephalography (EEG) in freely moving neonatal epileptic pups and describe its procedures, features, and applications. This method allows one to record EEG for more than 1 week.

Yeni Bir Yöntemi Kullanarak Serbest Dolaşan Yenidoğan Sıçanlarında EEG Kaydı

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 ...

Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the neurogenesis of EEG is still very limited. Local field potentials (LFPs) recorded via a multi-laminar microelectrode can provide a more detailed account of simultaneous neural activity across different cortical layers in the neocortex, but the technique is invasive. Combining EEG and LFP measurements in a pre-clinical model can greatly enhance understanding of the neural mechanisms involved in the generation of EEG signals, and facilitate the derivation of a more realistic and biologically accurate mathematical model of EEG. A simple procedure for acquiring concurrent and co-localized EEG and multi-laminar LFP signals in the anesthetized rodent is presented here. We also investigated whether EEG signals were significantly affected by a burr hole drilled in the skull for the insertion of a microelectrode. Our results suggest that the burr hole has a negligible impact on EEG recordings.

This protocol describes a simple method for concurrent recording of co-localized electroencephalography (EEG) and multi-laminar local field potential in an anesthetized rat. A burr hole drilled in the skull for the insertion of a microelectrode is shown to produce negligible distortion of the EEG signal.

Co yerelleştirilmiş elektroansefalografi ve yerel alan potansiyel kemirgen eşzamanlı kayıt

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the ...

Simultaneous Electrocardiography Recording and Invasive Blood Pressure Measurement in Rats

For studies related to cardiovascular physiology or pathophysiology, blood pressure (BP) and electrocardiography are basic observational parameters. Research focusing on cardiovascular disease models, potential cardiovascular therapeutic targets or pharmaceutical agents requires assessment of systemic arterial pressure and heart rhythm changes. In situations where radio telemetry systems are not available or affordable, the technique of femoral artery cannulation is an alternative way to obtain intra-arterial pressure waveform recordings and systemic BP measurements. This technique is economical and can be performed with standard equipment in animal facilities. However, invasive arterial pressure recording requires cannulation of small arteries, which can be a challenging surgical skill. Here, we present step-by-step protocols for femoral artery cannulation procedures. Key procedures include the calibration of the data acquisition system, tissue dissection and femoral artery cannulation, and setup of the arterial cannulation system for pressure recording. Surface electrocardiography recording procedures are also included. We also present examples of BP recordings from normotensive and hypertensive rats. This protocol allows reliable direct recordings of systemic BP with simultaneous electrocardiography.

Here, we describe a setup for simultaneous recording of electrocardiography and intra-arterial blood pressure (BP) in experimental rats, which can be done with standard equipment in animal facilities and can be applied to physiological or pharmacological studies to investigate pathogenic or therapeutic mechanisms in cardiovascular medicine.

Eşzamanlı elektrokardiyografi kayıt ve invaziv kan basınç ölçüm sıçanlarda

For studies related to cardiovascular physiology or pathophysiology, blood pressure (BP) and electrocardiography are basic observational parameters. ...

Tıp

Multi-system Monitoring for Identification of Seizures, Arrhythmias and Apnea in Conscious Restrained Rabbits

Patients with ion channelopathies are at a high risk of developing seizures and fatal cardiac arrhythmias. There is a higher prevalence of heart disease and arrhythmias in people with epilepsy (i.e., epileptic heart.) Additionally, cardiac and autonomic disturbances have been reported surrounding seizures. 1:1,000 epilepsy patients/year die of sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP). The mechanisms for SUDEP remain incompletely understood. Electroencephalograms (EEG) and electrocardiograms (ECG) are two techniques routinely used in the clinical setting to detect and study the substrates/triggers for seizures and arrhythmias. While many studies and descriptions of this methodology are in rodents, their cardiac electrical activity differs significantly from humans. This article provides a description of a non-invasive method for recording simultaneous video-EEG-ECG-oximetry-capnography in conscious rabbits. As cardiac electrical function is similar in rabbits and humans, rabbits provide an excellent model of translational diagnostic and therapeutic studies. In addition to outlining the methodology for data acquisition, we discuss the analytical approaches for examining neuro-cardiac electrical function and pathology in rabbits. This includes arrhythmia detection, spectral analysis of EEG and a seizure scale developed for restrained rabbits.

Using simultaneous video-EEG-ECG-oximetry-capnography, we developed a methodology to evaluate the susceptibility of rabbit models to develop provoked arrhythmias and seizures. This novel recording system establishes a platform to test the efficacy and safety of therapeutics and can capture the complex cascade of multi-system events that culminate in sudden death.

Bilinçli Kısıtlanmış Tavşanlarda Nöbet, Aritmi ve Apnelerin Tanımlanması için Çok Sistemli İzleme

Patients with ion channelopathies are at a high risk of developing seizures and fatal cardiac arrhythmias. There is a higher prevalence of heart disease ...

Multisystem Monitoring of Epileptic Abnormalities in Rabbit: A Method for Simultaneous Video EEG, ECG, Capnography, and Oximetry Recording During Induced Seizures

Source: Bosinski, C., et al. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/62256">Multi-system Monitoring for Identification of Seizures, Arrhythmias and Apnea in Conscious Restrained Rabbits.</a> J. Vis. Exp. (2021).
In this video, we demonstrate a multisystem monitoring method to evaluate neurological and cardiorespiratory abnormalities during intravenous injection of a seizure-inducing drug. The simultaneous monitoring of video EEG, ECG, oximetry, and capnography parameters helps to understand the real-time physiological changes associated with epileptic seizures.

Tavşanlarda Epileptik Anormalliklerin Çoklu Sistem İzlenmesi: İndüklenmiş Nöbetler Sırasında Eş Zamanlı Video EEG, EKG, Kapnografi ve Oksimetre Kaydı İçin Bir Yöntem

Source: Bosinski, C., et al. Multi-system Monitoring for Identification of Seizures, Arrhythmias and Apnea in Conscious Restrained Rabbits. J. Vis. Exp. ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Biyoloji

Büyük Hayvan Modelleri

Tavşangiller

In Vivo Electrophysiological Recordings of Brain Activities from Multiple Sites in Rats

Source: Haumesser, J. K., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/55940">Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats.</a> J. Vis. Exp.(2017).
This video demonstrates the detailed procedure for preparing an anesthetized rat for electrophysiological recordings of brain activity from multiple sites. The scalp is dissected to access the skull, and holes are drilled at precise locations to install and secure electrodes. Tungsten microwire electrodes are then inserted into the targeted location to record the data.

Sıçanlarda Birden Fazla Bölgeden Beyin Aktivitelerinin İn Vivo Elektrofizyolojik Kayıtları

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. ...

Neurophysiology

Electrophysiology Techniques

Electroencephalographic Recording of Epileptic Seizures in Epilepsy-Induced Rats

Source: Soukupov&#225;, M., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/58455">Microdialysis of Excitatory Amino Acids During EEG Recordings in Freely Moving Rats.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video demonstrates electroencephalographic (EEG) recording of epileptic seizures in epilepsy-induced rats. A rat with electrodes implanted in the ventral hippocampus is connected to the EEG recording system and placed in a plexiglass chamber. The rat is allowed to move freely while the brain activity is recorded to monitor the occurrence of seizures.

Epilepsiye Bağlı Sıçanlarda Epileptik Nöbetlerin Elektroensefalografik Kaydı

Stimulation and Modulation Techniques

A Micro-drive Array Method for Electrophysiological Recording from Multiple Brain Regions

Source: Shikano, Y., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/56980">Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat.</a> J. Vis. Exp. (2018).
The video demonstrates simultaneous electrophysiological recording from multiple brain regions in a rat using an integrative micro-drive array. Recording electrodes are placed in the olfactory bulb, reference electrodes in the frontal cortex, and micro-drive array electrodes in the hippocampus. The rat is allowed to forage freely, and simultaneous recording from all the implanted electrodes is recorded using the array.