Estimulación eléctrica transcraneal crónica y grabación Intracortical en ratas
Summary
Este protocolo detallado describe la colocación del electrodo de estimulación transcraneal en el hueso temporal para investigar los efectos a corto y largo plazo de la estimulación eléctrica transcraneal en mover libremente las ratas.
Abstract
Estimulación eléctrica transcraneal (TES) es un enfoque potente y relativamente sencillo difusamente influenciar la actividad cerebral al azar o en forma activada por eventos cerrado. Aunque muchos estudios se centran en los posibles beneficios y efectos secundarios de TES en cerebros sanos y patológicos, todavía hay muchas preguntas abiertas fundamentales sobre el mecanismo de acción de la estimulación. Por lo tanto, existe una clara necesidad de un método reproducible y robusto para probar la aguda y los efectos crónicos de TES en roedores. TES pueden combinarse con técnicas conductuales, electrofisiológicas e imagen regulares para investigar redes neuronales in vivo. La implantación de electrodos de estimulación transcraneal no impone restricciones adicionales en el diseño experimental mientras que ofrece una herramienta versátil y flexible para manipular la actividad cerebral. Aquí proporcionamos un protocolo detallado, paso a paso para fabricar y de implante de electrodos de estimulación transcranial para influir en la actividad cerebral de manera temporal restringida durante meses.
Introduction
Estimulación eléctrica transcraneal (TES) es un enfoque metodológico valioso para influir en la actividad cerebral de manera temporal limitada. Dependiendo del tamaño y la colocación de los electrodos de estimulación, puede afectar a volúmenes grandes del cerebro y arrastrar poblaciones neuronales difusamente1,2,3. Estimulación por corriente directa transcraneal es ya médicamente aprobada para el tratamiento del trastorno depresivo mayor4,5y muchos estudios enfocan mostrando los efectos cognitivos de la estimulación transcraneal en los seres humanos6 , 7. Además, prometiendo resultados se informaron con respecto al potencial de TES en el control de las crisis epilépticas8,9.
A pesar de la intensa investigación, todavía hay muchas preguntas abiertas sobre el mecanismo detallado de acción, efectos secundarios y el resultado a largo plazo de la aplicación de este método10,11,12. Por lo tanto, es críticamente importante tener un protocolo robusto, reproducible para investigar los efectos de TES en modelos animales. Dado que muchos trastornos (p. ej., depresión, epilepsia y esquizofrenia) sólo pueden ser investigados exhaustivamente en animales despiertos, y la naturaleza de estas enfermedades generalmente requieren tratamiento a largo plazo, proporcionamos un protocolo para la crónica implantación de electrodos de transcranial en ratas. El método presentado aquí puede ser utilizado para estudios de comportamiento o puede combinarse con la implantación de electrodos de grabación (es decir, los cables, sondas de silicona, juxtacellular electrodos) o con windows craneales crónicos para los experimentos electrofisiológicos y proyección de imagen estudia, respectivamente. Dependiendo del diseño experimental, el tiempo de los estímulos puede ser aleatorio o evento desencadena señales conductuales específicos, o las características electrofisiológicas del cerebro particular Estados (convulsiones, las oscilaciones de la theta)8, 11 , 13.
Es importante mencionar que a diferencia del enfoque humano utilizado actualmente, que utiliza una encarnación de electrodos colocados sobre la piel, a continuación os mostramos un método que emplea la derecha implantación subcutánea sobre la superficie del hueso temporal, desde ratas apenas tolerar cualquier cosa sobre su piel que es fácilmente accesible utilizando sus patas.
Conformidad con los principios de reemplazo, reducción y refinamiento, debido a la naturaleza crónica de la implantación, este método ayuda a reducir el número de animales, ya que cada animal puede ser reclutado en diferentes condiciones experimentales durante meses, permitiendo el uso menos animales para probar varias hipótesis.
En el presente estudio proporcionar un protocolo detallado, paso a paso del electrodo de estimulación transcraneal fabricación (figura 1A-B) y demostrar la implantación crónica de electrodos de estos sobre los huesos temporales de seis meses de edad hombre rata Long-Evans.
Protocol
Representative Results
Discussion
El paso más crítico de este protocolo es el pegado del paquete de electrodos en la superficie del hueso. En caso de cierre incorrecto, se forma un espacio entre los electrodos y el hueso, y tejido cicatricial secundario puede crecer en este espacio, que disminuye la calidad de la estimulación. La superficie del hueso debe estar completamente seca durante los pasos de que se pega en el paquete, y en el caso de experimentar inestabilidad de los electrodos, debe ser eliminado y reemplazado con un nuevo paquete para obten…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue financiado por beca de EU FP7-ERC-2013-Inicio (No.337075), el programa de ‘Impulso’ de la Academia Húngara de Ciencias (LP2013-62) y la concesión GINOP-2.3.2-15-2016-00018. Agradecemos a Máté Kozák por documentar la estimulación y el registro de electrodos y Mihály Vöröslakos de los fructíferos debates durante el diseño del protocolo.
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
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