Estimulação elétrica transcraniana crônica e gravação Intracortical em ratos
Summary
Este protocolo detalhado descreve a colocação de eletrodos de estimulação transcraniana no osso temporal a fim de investigar os efeitos a curto e longo prazo da estimulação elétrica transcraniana em ratos movimentando-se livremente.
Abstract
Estimulação elétrica transcraniana (TES) é uma abordagem relativamente simples e poderosa para influenciar difusamente atividade cerebral aleatoriamente ou de forma acionados por eventos de ciclo fechado. Embora muitos estudos concentram-se os possíveis benefícios e efeitos colaterais de TES em cérebros saudáveis e patológicos, há ainda muitas questões fundamentais sobre o mecanismo de ação da estimulação. Portanto, há uma clara necessidade de um método robusto e reprodutível para testar o aguda e os efeitos crônicos de TES em roedores. TES podem ser combinados com regulares técnicas comportamentais, eletrofisiológicas e de imagem para investigar as redes neuronais em vivo. O implante de eletrodos de estimulação transcraniana não impõe restrições extras sobre o delineamento experimental enquanto oferece uma ferramenta versátil, flexível para manipular a atividade cerebral. Aqui nós fornecemos um protocolo detalhado, passo a passo para fabricar e implante de eletrodos de estimulação transcraniana para influenciar a atividade cerebral de forma temporalmente restrita por meses.
Introduction
Estimulação elétrica transcraniana (TES) é uma abordagem metodológica valiosa para influenciar a atividade cerebral de forma temporalmente restrita. Dependendo do tamanho e posicionamento dos eléctrodos de estimulação, TES podem afetar volumes de cérebro grande e arrastar populações neuronais difusamente1,2,3. Transcraniana por corrente contínua estimulação já medicamente é aprovada para o tratamento do transtorno depressivo maior4,5e muitos estudos enfocam mostrando os efeitos cognitivos de estimulação transcraniana em seres humanos6 , 7. Além disso, prometendo resultados foram relatados sobre o potencial de TES no controle de crises epilépticas8,9.
Apesar da intensa pesquisa, ainda há muitas questões abertas sobre o mecanismo detalhado de ação, efeitos colaterais e o resultado a longo prazo da aplicação deste método10,11,12. Portanto, é criticamente importante ter um protocolo robusto, reprodutível para investigar os efeitos de SMT em modelos animais. Dado que muitas doenças (por exemplo, depressão, epilepsia e esquizofrenia) só podem ser investigadas extensivamente em animais acordados, e a natureza dessas condições médicas geralmente requerem tratamento a longo prazo, nós fornecemos um protocolo para crônica implante de eletrodos de transcraniana em ratos. O método apresentado aqui pode ser usado para estudos comportamentais ou pode ser combinado com implante de eletrodos de gravação (ou seja,fios, sondas de silicone, eletrodos de juxtacellular) ou com windows cranianas crônicas para experimentos eletrofisiológicos e imagem estudos, respectivamente. Dependendo do design experimental, o sincronismo dos estímulos pode ser aleatórios ou acionados por eventos para pistas comportamentais específicas, ou para as características eletrofisiológicas do cérebro particular Estados (convulsões, oscilações de theta)8, 11 , 13.
É importante mencionar que, em contraste com a abordagem humana atualmente usada, que usa uma encarnação de eletrodos colocados na pele, aqui nós mostramos um método que emprega mal o direito de implantação subcutânea sobre a superfície do osso temporal, desde ratos tolera qualquer coisa colocada na sua pele que é facilmente acessível usando suas patas.
Em consonância com os princípios de substituição, redução e refinamento, devido à natureza crônica de implantação, este método ajuda a reduzir o número de animais, desde que cada animal pode ser recrutado em diferentes condições experimentais por meses, permitindo o uso de menos animais para testar várias hipóteses.
No presente estudo, nós fornecemos um protocolo detalhado, passo a passo do eletrodo de estimulação transcraniana fabricação (figura 1A-B) e demonstrar a implantação crônica desses eletrodos sobre os ossos temporais de um six-month-old rato de Long-Evans masculino.
Protocol
Representative Results
Discussion
A etapa mais crítica do presente protocolo é a colagem do pacote de eletrodos na superfície do osso. No caso de selagem inadequada, uma lacuna é formada entre os eléctrodos e o osso e tecido de cicatrização secundário pode crescer a esta lacuna, o que diminui a qualidade da estimulação. A superfície do osso deve ser completamente seca durante as etapas de colagem sobre o pacote, e no caso de experimentando instabilidade dos eletrodos, deve ser removido e substituído com um novo pacote para obter os melhores r…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pelo EU-FP7-ERC-2013-começando grant (No.337075), o programa ‘Momentum’ da Academia húngara de Ciências (LP2013-62) e o grant GINOP-2.3.2-15-2016-00018. Agradecemos a Máté Kozák para documentar a estimulação e gravação eletrodos e Mihály Vöröslakos o debate frutífero durante o projeto de 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 |
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