التحفيز الكهربائي Transcranial المزمن وتسجيل إينتراكورتيكال في الفئران
Summary
ويصف هذا البروتوكول مفصلاً transcranial التحفيز الكهربائي موضع العظم الصدغي للتحقيق في الآثار القصيرة الأجل والطويلة الأجل للتحفيز الكهربائي transcranial في الانتقال بحرية الفئران.
Abstract
Transcranial التحفيز الكهربائي (الامتحانات) نهج قوية وبسيطة نسبيا تصطبغ تؤثر على نشاط الدماغ أما عشوائياً أو بطريقة تشغيل الحدث حلقة مغلقة. على الرغم من أن العديد من الدراسات تركز على الفوائد المحتملة والآثار الجانبية للامتحانات في أدمغة صحية ومرضية، إلا أنه لا تزال هناك العديد من الأسئلة المفتوحة الأساسية بشأن إليه العمل للحفز. ولذلك، هناك واضحة تحتاج لأسلوب قوي واستنساخه لاختبار حدة والآثار المزمنة لقسم التدريب والامتحانات في القوارض. يمكن الجمع بين قسم التدريب والامتحانات مع التقنيات السلوكية، والكهربية، والتصوير العادية للتحقيق في الشبكات العصبية في الجسم الحي. غرس أقطاب transcranial التحفيز لا يفرض قيودا إضافية على التصميم التجريبي بينما يوفر أداة متعددة الاستخدامات، ومرونة التعامل مع نشاط الدماغ. هنا نقدم بروتوكول تفصيلاً، خطوة بخطوة لاختلاق وزرع أقطاب transcranial التحفيز للتأثير على نشاط الدماغ بطريقة مقيدة وقتيا لأشهر.
Introduction
Transcranial التحفيز الكهربائي (الامتحانات) أسلوب منهجي قيماً للتأثير على نشاط الدماغ بطريقة مقيدة وقتيا. اعتماداً على حجم وموضع من أقطاب التحفيز، قسم التدريب والامتحانات يمكن أن تؤثر على كميات كبيرة من الدماغ وانترين السكان العصبية تصطبغ1،،من23. Transcranial التحفيز التيار المباشر هو وافق الفعل طبيا لعلاج اضطراب الاكتئاب الرئيسي4،5، والعديد من الدراسات تركز على إظهار آثار transcranial التحفيز المعرفي في البشر6 , 7-علاوة على ذلك، واعدة وأبلغ النتائج فيما يتعلق بإمكانيات قسم التدريب والامتحانات في السيطرة على نوبات الصرع،من89.
وعلى الرغم من الأبحاث المكثفة، لا تزال هناك العديد من الأسئلة المفتوحة بشأن إليه مفصلة للعمل، والآثار الجانبية المحتملة، ونتائج طويلة الأجل لتطبيق هذا الأسلوب10،،من1112. ولذلك، من المهم وضع بروتوكول قوية، واستنساخه للتحقيق في آثار الامتحانات في نماذج حيوانية. نظراً لأن الكثير من الاضطرابات (مثلاًوالاكتئاب والصرع وانفصام الشخصية) يمكن التحقيق على نطاق واسع إلا في الحيوانات مستيقظا، وطبيعة هذه الظروف الطبية عادة ما تتطلب علاجاً طويل الأمد، ونحن تقديم بروتوكول المزمن غرس أقطاب transcranial في الفئران. الطريقة المعروضة هنا يمكن استخدامها في الدراسات السلوكية أو يمكن دمجها مع غرس أقطاب التسجيل (أي، أسلاك، تحقيقات السيليكون، أقطاب جوكستاسيلولار) أو مع windows الجمجمة المزمن للتجارب الكهربية والتصوير الدراسات، على التوالي. استناداً إلى تصميم تجريبي، يمكن أن يكون توقيت المحفزات العشوائية أو تشغيل الحدث منبهات سلوكية محددة، أو بصمات الكهربية للدماغ خاصة الدول (المضبوطات، الذبذبات ثيتا)8، 11 , 13.
من المهم أن نذكر أنه على النقيض من النهج البشرية المستخدمة حاليا، الذي يستخدم تجسيدا لأقطاب توضع على الجلد، هنا نعرض أسلوب الذي يستخدم حق غرس تحت الجلد على سطح العظم الصدغي، منذ الفئران بالكاد تتسامح مع أي شيء يوضع على الجلد الذي يمكن الوصول إليه بسهولة باستخدام الكفوف.
وتمشيا مع مبادئ الاستبدال، والحد، والصقل، وبسبب الطبيعة المزمنة لغرس، يساعد هذا الأسلوب لتقليل عدد الحيوانات، حيث يمكن توظيف كل الحيوانات في ظروف تجريبية مختلفة لأشهر، مما يسمح استخدام عدد أقل من الحيوانات لاختبار فرضيات مختلفة.
في هذه الدراسة، ونحن توفير بروتوكول transcranial التحفيز الكهربائي التصنيع (الشكل 1A-ب) تفصيلاً، خطوة بخطوة وإثبات المزمنة غرس هذه الأقطاب على عظام الصدغي البالغ من العمر ستة أشهر ذكر لونغ-إيفانز الفئران.
Protocol
Representative Results
Discussion
أن الخطوة الأكثر أهمية من هذا البروتوكول هو الالتصاق من الحزمة الكهربائي على سطح العظم. في حالة إغلاق غير لائق، تتشكل فجوة بين الأقطاب والعظام، وندبا الثانوية يمكن أن تنمو لتصبح هذه الفجوة، مما يقلل من الجودة للتحفيز. يجب أن يكون سطح العظام جافة تماما خلال خطوات الشائكة على الحزمة، وفي حا?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل بمنحه الاتحاد الأوروبي FP7-منسق الإغاثة الطارئة-2013-انطلاق (No.337075)، برنامج ‘الزخم’ أكاديمية العلوم الهنغارية (LP2013-62)، ومنحة جينوب-2.3.2-15-2016-00018. ونحن نشكر كوزاك ماتي لتوثيق التنشيط وتسجيل كهربائي و Vöröslakos ميهالي لمناقشات مثمرة خلال تصميم البروتوكول.
Materials
| Cyanoacrylate liquid | Henkel | Loctite 401 | |
| Cyanoacrylate gel | Henkel | Loctite 454 | |
| Wire for stimulation electrodes | Phoenix Wire Inc. | 36744MHW – PTFE Microminiature Hook-Up Wire | |
| Board spacer | E-tec Interconnect | SP1-020-S378/01-55 | |
| Connector | E-tec Interconnect | P2510I-02 | |
| Tape packaging for stimulation electrodes | Nexperia | 74HC1G00GW | Tape packaging of any integrated circuit with SOT-353 case can be used |
| Grip Cement Industrial Grade | Caulk Dentsply | 675571 (powder) 675572 (solvent) | |
| Electroconductive gel | Rextra | ECG Gel | |
| Recording electrode wire | California Fine Wire Co. | .002 (50 micron) Tungsten 99.95% (CFW Material #: 100-211), HMl-Natural, cut to 3.0 inch pieces, Round, Cut length piece wire | |
| Ultrafine scissors | Hammacher Instrumente | Stainless HSB 544-09 | |
| Stainless steel tube | Vita Needle Company | 29 RW, 304SS Tubing, T.I.G. Welded and Plug | |
| High speed rotary saw | Dremel | Model # 395 | |
| Rotary saw holder | Dremel | Model # 220 | |
| Rotary saw cut-off wheel | Dremel | Model # 409 | |
| Ocular sticks | Lohmann-Rauscher | Pro-ophta Ocular Sticks | |
| Wet disinfectant | Egis | Betadine | |
| Dry disinfectant | Wagner Pharma | Reseptyl-urea | |
| Drilling machine | NSK-Nakanishi United Kingdom | Vmax35RV Pack | |
| Anchoring screws | Antrin Miniature Specialties, Inc. | 000-120×1/16 SL BIND MS SS |
Referencias
- Ozen, S., et al. Transcranial electric stimulation entrains cortical neuronal populations in rats. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 30 (34), 11476-11485 (2010).
- Ali, M. M., Sellers, K. K., Frohlich, F. Transcranial alternating current stimulation modulates large-scale cortical network activity by network resonance. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 33 (27), 11262-11275 (2013).
- Helfrich, R. F., et al. Entrainment of brain oscillations by transcranial alternating current stimulation. Current biology : CB. 24 (3), 333-339 (2014).
- Bikson, M., et al. Transcranial direct current stimulation for major depression: a general system for quantifying transcranial electrotherapy dosage. Current treatment options in neurology. 10 (5), 377-385 (2008).
- Lefaucheur, J. P., et al. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS). Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 128 (1), 56-92 (2017).
- Kuo, M. F., Nitsche, M. A. Effects of transcranial electrical stimulation on cognition. Clinical EEG and neuroscience. 43 (3), 192-199 (2012).
- Sandrini, M., Fertonani, A., Cohen, L. G., Miniussi, C. Double dissociation of working memory load effects induced by bilateral parietal modulation. Neuropsychologia. 50 (3), 396-402 (2012).
- Berenyi, A., Belluscio, M., Mao, D., Buzsaki, G. Closed-loop control of epilepsy by transcranial electrical stimulation. Science. 337 (6095), 735-737 (2012).
- Kozak, G., Berenyi, A. Sustained efficacy of closed loop electrical stimulation for long-term treatment of absence epilepsy in rats. Scientific reports. 7 (1), 6300 (2017).
- Fertonani, A., Ferrari, C., Miniussi, C. What do you feel if I apply transcranial electric stimulation? Safety, sensations and secondary induced effects. Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 126 (11), 2181-2188 (2015).
- Marshall, L., Binder, S. Contribution of transcranial oscillatory stimulation to research on neural networks: an emphasis on hippocampo-neocortical rhythms. Frontiers in human neuroscience. 7, 614 (2013).
- Reato, D., Rahman, A., Bikson, M., Parra, L. C. Effects of weak transcranial alternating current stimulation on brain activity-a review of known mechanisms from animal studies. Frontiers in human neuroscience. 7, 687 (2013).
- Thut, G., Miniussi, C. New insights into rhythmic brain activity from TMS-EEG studies. Trends in cognitive sciences. 13 (4), 182-189 (2009).
- Gage, G. J., et al. Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals. Journal of visualized experiments : JoVE. (60), (2012).
- Vandecasteele, M., et al. Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents. Journal of visualized experiments : JoVE. (61), e3568 (2012).
- Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Dudek, F. E. Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System. Journal of visualized experiments : JoVE. (101), e52554 (2015).
- Ung, K., Arenkiel, B. R. Fiber-optic implantation for chronic optogenetic stimulation of brain tissue. Journal of visualized experiments : JoVE. (68), e50004 (2012).
- Mostany, R., Portera-Cailliau, C. A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging. Journal of visualized experiments : JoVE. (12), (2008).
