Стереотаксическая хирургия для имплантации микроэлектродных массивов в общем Мармосете (Callithrix jacchus)

Общие мартыцы (Callithrix jacchus) получают признание в качестве важного модельного организма во многих областях исследований, в том числе неврологии. Эти новомировые приматы представляют собой важную дополнительную модель животных как для грызунов, так и для других нечеловеческих приматов (NHPs), таких как макака-ресус. Как и грызуны, эти животные маленькие, легко манипулировать, и относительно экономичным для ухода и породы^1,2,3,4, по сравнению с более крупными NHPs. Кроме того, эти животные имеют склонность к побратимству и высокой плодовитости по сравнению с другими NHPs^1,2,3. Еще одно преимущество marmoset имеет над многими другими приматами является^то,что современные инструменты молекулярной биологии^3,4,5,6,7 и секвенированный геном^{2 ,3,4,5,8} были использованы для их генетической модификации. Оба стук-в животных, использующих lentivirus⁵, и нокаут животных, использующих цинк-палец nucleases (ЗФН) и транскрипционный активатор-как эффектитор nucleases (TALENS)⁷, дали жизнеспособных животных-основателей.

Преимущество по отношению к грызунам в том, что сурки, какприматы, филогенетически ближе к людям^{3,5,6,9,10,11}. Как и люди, мартыны являются суточные животные, которые зависят от высокоразвитой визуальной системы, чтобы направлять большую часть их поведения¹⁰. Кроме того, мартынейские сурки проявляют поведенческую сложность, в ключая широкий спектр социального поведения, таких как использование различных вокализаций^3,что позволяет исследователям решать вопросы, которые невозможны у других видов. С нейронаучной точки зрения, мартынес имеют лиссенцефалии мозги, в отличие от более часто используемых ресус макаки⁹. Кроме того, мармосеты имеют центральную нервную систему, похожую на человека, включая более высокоразвитую префронтальную кору^9. Вместе все эти характеристики позиционировать сурков как ценную модель для изучения функции мозга в области здоровья и болезней.

Общий метод изучения функции мозга предполагает имплантацию электродов в анатомически конкретных местах с помощью стереотаксической нейрохирургии. Это позволяет хронической записи нейронной активности в различных целевых областях бодрствуя и свободно себя животных^12,13. Стереотаксическая нейрохирургия является незаменимым методом, используемым во многих направлениях исследований, так как она позволяет точно ориентироваться на нейроанатомические области. По сравнению с макаки и грызунов литературы, Есть меньше опубликованных исследований, описывающих стереотаксической нейрохирургии, характерной для сурка, и они, как правило, обеспечивают редкие детали шагов, участвующих в операции. Кроме того, те, с более подробной основном сосредоточиться на процедурах для электрофизиологии записи в голову сдержанных животных^14,15,16,17.

Для того, чтобы способствовать более широкому внедрению сурков в качестве образцового организма в исследованиях неврологии, настоящий метод определяет конкретные шаги, необходимые для успешной стереотаксической нейрохирургии у этого вида. В дополнение к имплантации записывающих массивов, как описано в настоящем методе, та же техника может быть адаптирована для многих других экспериментальных целей, включая имплантацию стимулирующих электродов для лечения заболеваний¹⁸ или причинно-следственной связи поведение цепи¹⁹; имплантация направляющих канюли для извлечения и количественной оценки нейротрансмиттеров²⁰, инъекций реагентов, в том числе для индуцирования моделей заболеваний¹² или для исследования трассировки цепи^15; абляция отдельных областей^{тканей 21}; имплантация оптободов для оптогенетических исследований²²; имплантация оптических окон для коркового микроскопического анализа²³; и имплантация электрокортикографических (ECoG) массивов²⁴. Таким образом, общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы наметить хирургические шаги, участвующие в имплантации микроэлектродных массивов для хронических электрофизиологических записей в свободно мягоковых смарт-мили.