精细神经记录小鼠的新装置可能会改变痴呆症研究
NC3Rs资助的跨学科研究结合了电子工程和神经生理学，产生了一种用于小鼠大脑记录的新产品，避免了许多与现有方法相关的福利问题。
今天发表于科学报告描述了一种用于记录小鼠大脑神经活动的新型超轻系统。这种设备被称为TaiNi，由伦敦帝国理工学院的工程师与礼来制药公司的英国研究实验室合作开发，并得到NC3Rs开放创新计划CRACK IT Challenges的资助。
脑电图记录通常在小鼠身上进行，以了解神经活动及其与特定行为或认知任务(如记忆、学习和决策)的关系。这类研究与理解精神分裂症和阿尔茨海默病等大脑疾病有关，通常涉及在老鼠头上使用无线记录设备。这些东西对老鼠来说很重，而且电池寿命有限。另一种方法包括限制鼠标移动的系绳记录系统(见下面的视频)，以及它们可以用于的测试范例。
从纸上拍摄的视频:周江等(2017)台尼:神经生理学实验中最大限度地提高研究产出，同时改善动物福利。科学报告doi: 10.1038 / s41598 - 017 - 08078 - 8．
为了解决与现有记录系统相关的动物福利和技术问题，NC3Rs和Lilly在2011年提出了认知的挑战给科学界开发一种轻便的脑电图记录设备，可以用在清醒、自由移动、不受约束的老鼠身上，包括在一系列行为测试中。伦敦帝国理工学院低功耗电子学教授Esther Rodriguez-Villegas赢得了解决该挑战的50万英镑合同，她的工作通常专注于低功耗医疗应用，如可穿戴传感器，而不是动物福利。
TaiNi设备(视频如下)突破了低功耗电子产品的界限(就其尺寸、重量、电池寿命和信号带宽而言)，并有潜力在制药和神经网络研究的学术研究中实现变革。
从纸上拍摄的视频:周江等(2017)台尼:神经生理学实验中最大限度地提高研究产出，同时改善动物福利。科学报告doi: 10.1038 / s41598 - 017 - 08078 - 8．
这款无线低功耗设备仅重1.5克，已在礼来公司的研究中进行了试验。它能够从16个通道进行72小时的记录，并捕捉在各种环境中执行一系列任务的小鼠的局部场和动作电位，数据同步到亚秒级精度的行为。由于其高信号带宽，除了传统的脑电图，TaiNi还可以监测大脑中单个神经元的网络。这大大增加了每次记录时从每只鼠标收集的信息量。
正如视频所示，它还提供了显著的动物福利，包括保持正常的运动和行为，这是其他无线和系绳系统所不可能做到的。重要的是，使用TaiNi设备的录音现在可以在与动物笼子相连的自动化测试场地中进行，在那里，小鼠可以选择何时执行行为任务，其优点是避免了可能造成压力的重复操作。这样的研究无法在系绳的小鼠身上进行。
与其他市售录音设备和礼来规格的比较
重量(克) |
时间(小时) |
渠道 |
带宽(赫兹) |
位深度 |
噪音(rms) |
|
礼来系统规格 |
||||||
理想的 |
3. |
240 |
16 |
10000 |
12 |
~ 1μV |
绝对的限制 |
3. |
16 |
16 |
7500 |
10 |
8μV |
商用遥测系统 |
||||||
TaiNi |
1．5 |
72 |
16 |
-9400 - 0.3 |
12 |
3.9μV |
米勒MT10B一个 |
2.5 |
N/A |
2 |
2 - 440 |
12 |
N/A |
TBSI W16 |
4.0 |
4.2 |
16 |
-7000 - 0.8 |
16 |
8.3μV |
EMKA rodentPACK |
5.2 |
150 |
4 |
1 - 150 |
12 |
NA |
多通道系统W2100-HS16 |
6.8 |
1.7 |
16 |
1 - 5000 |
16 |
1.9μV |
Neuralynx立方体- 64 |
17.0 |
0．5 |
64 |
-8000 - 0.1 |
16 |
2.5μV |
8200 -转k6 - sl顶峰b |
23.0 |
36 |
3. |
？(< 1000) |
12 |
N/A |
Dueteron Technologies mouse -16c |
2.8 |
9 |
16 |
1 - 7000 |
N/A |
N/A |
神经记录仪b, c |
2.5 |
92 |
4 |
？(< 250) |
N/A |
N/A |
一个感应充电系统(无最长记录时间)
b可用材料中没有指定带宽，是推断出来的
c数据记录系统(无传输)
了解更多关于台尼的信息
如果您想了解更多关于泰尼设备，请访问tainitec.com
报价
Esther Rodriguez-Villegas教授，伦敦帝国理工学院
“这是一个令人难以置信的令人兴奋和具有挑战性的项目，推动了微电子设计的边界，并将其应用于一个真正新颖的领域。该项目是一个很好的例子，说明了跳出思维定势，为研究问题找到解决方案的重要性，这将产生巨大的影响。它证明了最好的解决方案往往来自意想不到的来源，而NC3Rs的CRACK It方案是如何实现这一目标的一个很好的例子。”
John Huxter博士，首席药理学家，礼来和行业认知挑战的领导者
“这是我参与过的最有价值的项目之一，从科学和3r的角度来看，这真的很令人兴奋。TaiNi设备是一项革命性的技术，它将开辟研究和理解许多大脑疾病的全新领域，如痴呆症和阿尔茨海默病。”
Anthony Holmes博士，技术开发主管，NC3Rs
“TaiNi设备显示了采取多学科方法应对3Rs挑战的重要性。这种设备很快就可以购买，确保与其他记录设备相比，动物福利得到最大化。”
纸
泰语图片、视频及表格均转载自以下文章，基于知识共享署名4.0国际许可协议(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）.
周江，John R. Huxter, Stuart A. Bowyer, Anthony J. Blockeel, James Butler, Syed A. Imtiaz, Keith A. Wafford, Keith G. Phillips, Mark D. Tricklebank, Hugh M. Marston和Esther Rodriguez-Villegas(2017)台尼:在神经生理学实验中最大化研究产出的同时改善动物福利。科学报告doi: 10.1038 / s41598 - 017 - 08078 - 8．
关于破解IT挑战
CRACK IT Challenges是由nc3r发起的开放式创新研发竞赛，为3r产品和服务的开发和商业化提供资金。挑战赛与通常来自制药、化工、农化或消费品部门的赞助商合作制定。赞助商与中小企业和学者合作，由nc3r资助，以解决挑战，提供实物贡献，如获得化合物、数据、设备或专业知识。迄今为止，大约1700万英镑已投入到CRACK IT挑战计划中。该竞赛由创新英国的小企业研究计划组织。
关于CRACK IT的更多信息可以在这里找到在这里．