Manipulatie van Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) en Sleep bij ratten en muizen door Acupunctuur

Epilepsie is een veel voorkomende neurologische aandoening waarbij recurrente aanvallen optreden gedurende de levensduur van een patiënt. De meeste epileptische recidieven kunnen worden goed gecontroleerd door anti-epileptica (AEDs). Echter ongeveer 30% van epileptische patiënten ontwikkelen refractaire epilepsie ^1. Epilepsie oorzaken slaapstoornissen, die verder herhaling kan verergeren. Het bewijs toont aan dat epilepsie kunnen ofwel de slaap verstoren 's nachts of kan overmatige slaperigheid overdag ^2,3 veroorzaken. Onze vorige studies verder aan dat epilepsie die zich op zeitgeber tijd (ZT) 0, dat wil zeggen, het begin van de lichte periode in het licht: donker cyclus, vermindert de slaap; dit wordt gemedieerd door corticotropine releasing hormoon (CRH), een homeostatische factor. Epilepsie bij ZT13 (het begin van de donkere periode) verhoogt de expressie van een homeostatische factor, interleukine-1 (IL-1), die slaap toeneemt. Slaap circadiane ritmes worden gewijzigd wanneer epilepsie optreedt bij ZT6, het midden van delicht periode ^4,5. Aan de andere kant, slaapproblemen verder verergeren de progressie en de herhaling van epilepsie ^6. Op basis van de eerder genoemde bewijs, proberen we een optimale therapeutische methode om tegelijkertijd epilepsie te controleren en te voorkomen dat slaapstoornissen bij patiënten met epilepsie te onthullen. We hebben eerder gevonden dat elektro (EA) met een 10-Hz stimulatiefrequentie, waarbij een bepaalde hoeveelheid stroom in de acupunt wordt geleverd via een roestvrij-stalen naald, succesvol onderdrukt electrocorticogram (ECoG) epileptische activiteiten en epilepsie geïnduceerde slaapstoornissen ⁷ . EA met een 100-Hz stimulatie frequentie verder verslechtert epileptische activiteiten en slaapstoornissen bij ratten ^8,9. Deze succesvolle experiment afhankelijk van drie factoren: ten eerste, een haalbare epileptische diermodel; ten tweede een werkwijze voor slapen registratie en analyse bij knaagdieren; en ten derde, de nauwkeurige prestaties van acupunctuur en de nauwkeurigheid van de acupoint locations.

Epilepsie is onderverdeeld in twee belangrijke types: focale epilepsie en gegeneraliseerde epilepsie. Wij zijn geïnteresseerd in focale temporaalkwab epilepsie (TLE), gegeneraliseerde epilepsie, status epilepticus (SE), en de terugkeer van spontane gegeneraliseerde epilepsie. Daarom worden verschillende manipulaties toegepast op geschikte epileptische modellen te maken voor onze experimenten. Focale TLE stellen, wordt een lage dosis van pilocarpine toegediend in de linker centrale kern van de amygdala (CEA). Om dit model te verifiëren, worden zes ECoG geïmplanteerde elektroden op de frontale (F1 en F2), pariëtale (P1 en P2) en occipitale (O1 en O2) kwabben in zowel de linker en rechter hemisferen, en nog eens twee referentie-elektroden (R1 & R2) worden over het cerebellum in beide hemisferen. Een extra microinjectie geleidingscanule wordt chirurgisch geïmplanteerd in de linker cea (AP, 2,8 mm vanaf bregma, ML, 4,2 mm, DV, 7,8 mm ten opzichte van bregma). De coördinaten zijn afgeleid van de Paxinos en Watson rat atlas ^10. Indien het brandpunt TLE succesvol is geïnduceerd, alleen de opname van de elektrode links pariëtale cortex (P1), dat vlak bij de linker CEA, dient de dominante epileptiform ECoGs verkrijgen, zonder significante epileptische ECoGs opgenomen vanaf de andere ECoG elektroden. Intraperitoneale (IP) injectie van pilocarpine in ratten induceren gegeneraliseerde epilepsie en SE, maar dit kan fataal zijn. Vijf IP injecties van pentyleentetrazool (PTZ) met een eendaagse interval tussen elke injectie met succes spontane gegeneraliseerde epilepsie veroorzaken bij muizen en ook zorgen voor de overleving van de muizen. Tweedraads ECoG elektroden worden geïmplanteerd in de frontale en pariëtale cortex in de muizen ECoG signalen en spontaan terugkerende epilepsie te controleren.

Polysomnografie (PSG) is een uitgebreide methode om fysiologische veranderingen die optreden tijdens de slaap nemen, en het objectief classificeren slaap in verschillende stadia van niet-snelle oogbeweging (NREM) en rAPID eye movement (REM) slaap. PSG registreert parameters van lichaamsfuncties, met inbegrip van hersengolven (elektro-encefalogram, EEG), oogbewegingen (elektro-, EOG), skeletspier tonen (electromyogram, EMG), hart ritmes (elektrocardiogram, ECG), en het bloed zuurstof en respiratoire parameters. Bij ratten, we ECoGs, EMGs, corticale temperatuur en bewegingsactiviteit opnemen waakzaamheid staten te delen in waken, NREM slaap en REM-slaap. Sleep-analyse bij muizen wordt uitgevoerd met behulp van ECoGs, EMG en bewegingsactiviteit resultaten. Ratten worden chirurgisch geïmplanteerd met drie ECoG schroef elektroden in de frontale, pariëtale en contralaterale cerebellaire cortex door stereotaxische chirurgie. Post-acquisitie bepaling van de waakzaamheid staten (waken, NREM slaap en REM-slaap) wordt uitgevoerd op basis van de ervaringen bij de ECoGs, EMG, hersenen temperatuur en bewegingsactiviteit parameters. Gedetailleerde criteria voor het categoriseren gedrag van het dier in zowel ratten als muizen beschreven in tHij protocol.

Zowel ratten als muizen moeten worden verdoofd met een lage dosis zoletil (25 mg / kg) die de helft van de dosis van anesthesie gewoonlijk toegediend tijdens stereotaxische chirurgie, alvorens manuele acupunctuur of EA. Deze dosering mogelijk maken de dieren wakker worden 30 tot 35 minuten na de injectie. Handmatige acupunctuur of EA wordt uitgevoerd bij het begin van de donkere periode, met een constante tijdsduur van 30 min, en elk dier achtereenvolgens behandeld gedurende twee tot drie dagen. EA stimulerende stromen worden afgeleverd in een bepaalde acupoint met een roestvrij stalen naald die in de acupunt wordt geplaatst. De stimulusstroomniveaus een trein van tweefasige rechthoekige pulsen, waarbij de pulsduur 150 ms en de stimulatie-intensiteit 1 mA. Als een droge naald wordt gebruikt voor het handmatig acupunctuur, wordt de naald ingebracht in de acupunctuurpunten 10 keer om de 5 min trok. Het moeilijkste deel van de handleiding acupunctuur of EA is om de acupunctuurpunten lokaliseren bij knaagdieren. de locatie van acupunten bij ratten of muizen is vergelijkbaar met de anatomische locatie bij de mens. Zo worden de bilaterale Fengchi acupunctuurpunten op 3 mm afstand van de achterste middellijn van de hals, tussen de twee oren, die vergelijkbaar is met de anatomische locatie bij de mens ^11. Verder kan de acupunten met lage impedantie op de huid verder worden bevestigd. Sham acupunctuur of schijnvertoning EA manipulatie is nodig voor acupunctuur of EA experimenten. Sham acupunctuur of sham EA moet worden uitgevoerd bij een niet-acupoint dicht bij de acupoint, zoals in de buurt van de oksel ^12.

Om de effecten van acupunctuur of EA over epilepsie en epilepsie veroorzaakte slaapstoornissen succes te onderzoeken, moeten de volgende factoren worden in de plaats: een haalbare epileptische diermodel, de precieze analyse van epileptische ECoGs en de herhaling van epilepsie, een methode om waakzaamheid staten classificeren en de nauwkeurige prestaties van acupunctuur of EA bij knaagdieren.