Chronische Transkraniellen Elektrostimulation und Intracortical Aufnahme bei Ratten
Summary
Dieses ausführliche Protokoll beschreibt Transkranielle Stimulation Elektrode Platzierung auf dem Felsenbein um die kurz- und langfristigen Auswirkungen der transkraniellen Elektrostimulation im frei beweglichen Ratten zu untersuchen.
Abstract
Transkraniellen Elektrostimulation (VES) ist ein kraftvoll und relativ einfache Ansatz, diffus Aktivität des Gehirns nach dem Zufallsprinzip oder in einer geschlossenen ereignisgesteuerte Weise beeinflussen. Obwohl viele Studien über mögliche nutzen und Nebenwirkungen von TES in gesunden und pathologischen Gehirn konzentriert sind, gibt es noch viele grundlegende Fragen bezüglich der Wirkmechanismus der Stimulation. Deshalb gibt es ein klares muss für eine stabile und reproduzierbare Methode zu testen, die akute und chronische Effekte des TES bei Nagetieren. TES kombinierbar mit regelmäßigen Verhaltensstörungen, elektrophysiologische und bildgebende Techniken, neuronale Netze in Vivozu untersuchen. Die Implantation von Elektroden Transkranielle Stimulation erlegt nicht zusätzliche Beschränkungen für das experimentelle Design auf und eine vielseitige, flexible Tool bietet, um Aktivität des Gehirns zu manipulieren. Hier bieten wir Ihnen eine ausführliche, schrittweise Protokoll zu fabrizieren und Implantat Transkranielle Stimulation Elektroden Hirnaktivität monatelang in einer zeitlich beschränkten Weise zu beeinflussen.
Introduction
Transkraniellen Elektrostimulation (TES) ist eine wertvolle methodische Aktivität des Gehirns in eine zeitlich beschränkte Weise beeinflussen. Je nach Größe und Platzierung der Elektroden Stimulation, TES beeinträchtigen großes Gehirn Volumen und mitzureißen neuronale Populationen diffus1,2,3. Transkranielle Gleichstrom Stimulation ist für die Behandlung von schweren depressiven Störungen4,5, und viele Studien zu konzentrieren auf die kognitive Effekte der transkraniellen Stimulation in Menschen6 zeigen bereits medizinisch anerkannt. , 7. Darüber hinaus viel versprechende Ergebnisse wurden bei der Kontrolle der epileptische Anfälle8,9der Potenziale der TES gemeldet.
Trotz intensiver Forschung gibt es noch viele offene Fragen hinsichtlich der genaue Mechanismus der Action, mögliche Nebenwirkungen und das langfristige Resultat der Anwendung dieser Methode10,11,12. Daher ist es von entscheidender Bedeutung für eine stabile und reproduzierbare Protokoll, die Auswirkungen des TES in Tiermodellen zu untersuchen haben. Angesichts der Tatsache, dass viele Erkrankungen (z.B.Depressionen, Epilepsie und Schizophrenie) nur ausgiebig werden wach Tiere untersucht können und die Natur von diesen Erkrankungen erfordern in der Regel langfristige Behandlung, bieten wir ein Protokoll für chronische Implantation von Elektroden Transkranielle bei Ratten. Die hier vorgestellte Methode eignet sich für Verhaltensstudien oder kombinierbar mit Implantation von Elektroden Aufnahme (d.h., Kabel, Silikon-Sonden, Juxtacellular Elektroden) oder chronische kranialen Windows für elektrophysiologische Experimente und bildgebenden Verfahren, beziehungsweise. Abhängig von den experimentellen Design kann das Timing der Stimuli zufällige oder ereignisgesteuerte spezifischen Verhaltens Hinweise oder die elektrophysiologischen Markenzeichen von bestimmten Gehirn Staaten (Anfälle, Theta-Schwingungen)8, 11 , 13.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass im Gegensatz zu den derzeit verwendeten menschlichen Ansatz, der Verkörperung der Elektroden auf der Haut verwendet werden, hier eine Methode zeigen wir, die subkutane Implantation rechts über die Oberfläche des Schläfenbeins, da Ratten kaum beschäftigt tolerieren Sie nichts auf ihrer Haut, die leicht zu erreichen mit ihren Pfoten gelegt.
Nach den Grundsätzen der Ersatz, Reduktion und Raffinesse, aufgrund der chronischen Natur der Implantation hilft diese Methode zur Reduzierung der Anzahl der Tiere, da jedes Tier in verschiedenen experimentellen Bedingungen monatelang, erlaubt die Verwendung eingestellt werden kann weniger Tiere zu verschiedenen Hypothesen zu testen.
In der vorliegenden Studie wir bieten eine ausführliche, schrittweise Protokoll Transkranielle Stimulation Elektrode Herstellung (Abbildung 1A-B) und zeigen die chronische Implantation diese Elektroden über die zeitliche Knochen ein sechs-Monat-alten männliche Long-Evans-Ratte.
Protocol
Representative Results
Discussion
Der wichtigste Schritt dieses Protokolls ist das Verkleben von der Elektrode-Paket auf der Knochenoberfläche. Bei unsachgemäßer Abdichtung, entsteht eine Lücke zwischen den Elektroden und den Knochen, und sekundäre Narbengewebe kann wachsen in diese Lücke, die die Qualität der Stimulation verringert. Die Knochenoberfläche muss komplett trocken sein, während der Schritte auf das Paket kleben und bei Instabilität der Elektroden zu erleben, muss es entfernt und ersetzt mit einem neuen Paket um die besten Ergebniss…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde unterstützt durch EU-RP7-ERC-2013-Starting Grant (No.337075), das “Momentum”-Programm von der ungarischen Akademie der Wissenschaften (LP2013-62) und der GINOP-2.3.2-15-2016-00018-Zuschuss. Wir danken Máté Kozák für die Stimulation zu dokumentieren und Aufnahme von Elektroden und Mihály Vöröslakos für die fruchtbaren Diskussionen während der Protokoll-Design.
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 |
References
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