तीव्र<em> विवो में</em> एनेस्थेटेड चूहों में हाइपरडायरेक्ट पाथवे से स्थानीय फील्ड प्रोटेलेशन और मल्टी-यूनिट गतिविधि के इलेक्ट्रोफिजिकल रिकॉर्डिंग
Summary
इस अध्ययन में, पद्धति यह है कि urethane संज्ञाहरण के तहत हाइपर-डायरेक्ट मार्ग से विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग में मल्टी-साइट कैसे करें।
Abstract
अभिसरण को दर्शाता है कि कई न्यूरोसाइक्चरीक रोगों को बड़े पैमाने पर न्यूरोनल नेटवर्क के विकार के रूप में समझा जाना चाहिए। इन बीमारियों के रोगपक्षीय आधार को बेहतर ढंग से समझने के लिए, सर्किट के विभिन्न न्यूरोनल भागों के बीच सूचना के प्रसंस्करण में किस तरह से परेशान किया जा सकता है, यह ठीक से चिह्नित करना आवश्यक है। विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग में बाह्य कोशिकाओं का उपयोग करना, न्यूरोनल नेटवर्क के भीतर न्यूरोनल गतिविधि को सही ढंग से चित्रित करना संभव है। इस पद्धति के आवेदन में वैकल्पिक तकनीकों के कई फायदे हैं, जैसे , कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग और कैल्शियम इमेजिंग, क्योंकि यह एक अद्वितीय अस्थायी और स्थानिक संकल्प की अनुमति देता है और आनुवंशिक रूप से इंजीनियर जीवों पर भरोसा नहीं करता। हालांकि, vivo रिकॉर्डिंग में बाह्य कोशिकाओं का उपयोग सीमित है क्योंकि यह एक आक्रामक तकनीक है जिसे सार्वभौमिक रूप से लागू नहीं किया जा सकता है। इस अनुच्छेद में, सरल और आसान तरीके से इस्तेमाल किया जाने वाला तरीका प्रस्तुत किया गया हैIth जो एक नेटवर्क के एक से अधिक साइटों पर स्थानीय क्षेत्र क्षमता और मल्टी्यूनिट गतिविधि जैसे बाह्य क्षमताओं को एक साथ रिकॉर्ड करना संभव है। यह विस्तृत है कि कैसे उपकेंद्रिक नाभिक के एक सटीक लक्ष्य को स्टेरिओटैक्टिक सर्जरी के संयोजन और बहु-इकाई रिकॉर्डिंग के ऑनलाइन विश्लेषण के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। इस प्रकार, यह दिखाया जाता है कि हाइपरडायरेक्ट कॉर्टिको-बेसल गैन्ग्लिया लूप जैसे संपूर्ण नेटवर्क विवो में संवेदनाहारी जानवरों में कैसे अध्ययन किया जा सकता है।
Introduction
पार्किंसंस रोग (पीडी) और स्किज़ोफ्रेनिया जैसे विभिन्न न्यूरोसाइकैरिकटिक विकारों पर हालिया संचयी सबूतों का जोरदार सुझाव है कि उनके रोगविषाणु विस्तारित न्यूरॉनल सर्किटों के एक महत्वपूर्ण दोष के आधार पर आधारित होते हैं, जो अक्सर कॉर्टिकल और सबकार्टेक्टिक संरचनाओं 1 , 2 , 3 को शामिल करते हैं । इस सिद्धांत के अनुसार, रोगों की नैदानिक अभिव्यक्तियां एकल कोशिकाओं या विशिष्ट न्यूरोनल तत्वों 1 , 2 , 3 के बजाय कोशिकाओं के नेटवर्क के बिगड़ा हुआ सूचना प्रसंस्करण क्षमता के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती हैं। Neuropsychiatric रोगों के इस जटिल समूह की समझ को बढ़ाने के लिए और नए उपचार विकल्पों को खोजने के लिए, मानव रोगियों और जानवरों के मॉडल में बहुत विस्तार से उन्मुख नेटवर्क की न्यूरोनल गतिशीलता को चिह्नित करना अनिवार्य है। एक उत्कृष्टताजीवित विषयों में बड़े पैमाने पर नेटवर्क का अध्ययन करने के लिए एंट विधि बहुउद्देश्यीय क्षमता के मल्टी-साइट इलेक्ट्रोफिजिकल रिकॉर्डिंग हैं 4 इस पद्धति का प्रयोग करना, स्थानीय क्षेत्र क्षमता (एलएफपी) का एक साथ आकलन करना संभव है, जो मुख्य रूप से उत्तेजक और निरोधक पोस्टअन्तैप्टीक धाराओं और मल्टी-यूनिट गतिविधि (एमयूए) के अस्थायी योग का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो प्रेसीनेटैप्टीक क्षमता 5 द्वारा उत्पन्न होता है। बाह्य क्षमता की रिकॉर्डिंग के लिए नेटवर्क का अध्ययन करने के वैकल्पिक तरीकों पर कई फायदे हैं, जैसे , कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग और कैल्शियम इमेजिंग, क्योंकि यह एक उच्च अस्थायी और स्थानिक संकल्प प्रदान करता है और क्योंकि यह आनुवंशिक रूप से इंजीनियर जीवों पर निर्भर नहीं है 5 । हालांकि, vivo रिकॉर्डिंग में बाह्य कोशिकाओं का उपयोग सीमित है क्योंकि यह एक आक्रामक तकनीक है जिसे सार्वभौमिक रूप से लागू नहीं किया जा सकता है।
विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिक मेंव्यवस्थाएं जाग और साथ ही अनैतिकता वाले जानवरों में भी हो सकती हैं 6 । दोनों तरीकों के साथ विशिष्ट पेशेवरों और विपक्ष के साथ हैं जागृत पशुओं में अध्ययन परिभाषित व्यवहार कार्यों के प्रदर्शन के दौरान मस्तिष्क संकेतों की रिकॉर्डिंग की अनुमति देता है, लेकिन वे आंदोलन से संबंधित और अन्य कलाकृतियों 7 , 8 के लिए प्रवण हैं। दूसरे हाथों में संवेदनाहट वाले पशुओं में रिकॉर्डिंग उच्च परिभाषित कॉर्टिकल सिंक्रनाइज़ेशन राज्यों पर कम से कम कलाकृतियों के साथ एलएफपी और एमयूए का आकलन करने का अवसर प्रदान करती है, लेकिन परिणाम 9 जागृत विषयों 9 , 10 , 11 में कुछ हद तक भी मिल सकते हैं।
हाल के वर्षों में, यह दिखाया गया है कि एलएफपी का नमूना विशेष रूप से नेटवर्क गतिविधि के रोग परिवर्तनों को चित्रित करने के लिए उपयोगी है। इस का एक प्रमुख उदाहरण मानव रोगी के पीडी के पैथोफिजियोलॉजी पर शोध हैएस और बीमारियों के जानवरों के मॉडल, जहां यह दिखाया जा सकता है कि कॉर्टिको-बेसल गैन्ग्लिया लूप में बढ़ाए गए बीटा दोलन पार्किन्सियन मोटर के लक्षण 12 , 13 से जुड़े हैं । अनुसंधान के इस रेखा के परिणामस्वरूप, वर्तमान में जांच की जाती है कि बीटा दोलनों को बंद-पाश गहरी दिमागी उत्तेजना 14 , 15 के लिए ऑनलाइन फीडबैक बायोमार्कर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
वर्तमान अध्ययन में, यूरेनथेन के साथ anesthetized चूहे में LFPs और एमयूए के विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग में तीव्र बहु साइट का विस्तृत वर्णन प्रदान किया गया है। यह दिखाया जाता है कि हाइपरडायरेक्ट कॉर्टिको-बेसल गैन्ग्लिया मार्ग जैसे एक संपूर्ण नेटवर्क को मानक और कस्टमाइज्ड इलेक्ट्रोड का उपयोग करके इलेक्ट्रोफिज़ियोलॉजिकिक रूप से वर्णित किया जा सकता है और ये इलेक्ट्रोड कैसे बन सकते हैं। यह विशेष रूप से बल दिया गया है कि बेसल गैन्ग्लिया नाभिक का सटीक लक्ष्य को सह द्वारा हासिल किया जा सकता हैएमयूएएस के ऑनलाइन पंजीकरण के साथ मिलकर स्टेरॉयटेक्टिक सर्जरी की शुरुआत करना।
Protocol
Representative Results
Discussion
वर्तमान अध्ययन में, इस पद्धति का प्रदर्शन किया गया है कि हाइपरडायरेक्ट कॉर्टिको-बेसल गैन्ग्लिया मार्ग के उदाहरण का उपयोग करते हुए एक साथ नेटवर्क के कई साइटों से एक साथ इलेक्ट्रॉनिक इलेक्ट्रोफिजियोल…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हमारे अध्ययन के लिए वित्त पोषण के लिए हम ड्यूश फोर्सचंगस्सेमिंस्काफ्ट (डीएफजी), केएफओ 247 का धन्यवाद करते हैं।
Materials
| Ag/AgCl custom epidural electrodes | Goodfellow GmbH D-61213 Bad Nauheim, Germany info@goodfellow.com |
Product-ID AG005127 for 99.99% silver wire | Ag/AgCl electrodes will allow for better signal quality, but may only be used in acute experiments. Possible replacement: Stainless steel electrodes |
| Stereotaxic holder with acrylic block | David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, USA |
Product ID Model 1770 Standard Electrode Holder | Make sure the acrylic block has recesses which suit the electrode setup for the desired target. Acrylic blocks can easily be modified with a file to obtain the desired configuration. Possible replacement: Self-constructed electrode holders |
| Tungsten microwire electrodes 1.5 MΩ impedance | Microprobes.com 18247-D Flower Hill Way Gaithersburg, Maryland, 20879 USA |
Product-ID WE3ST31.5A5-250um | The 1.5 MΩ is necessary to record MUA and LFP at the same time. Possible replacement: Microelectrodes of different materials can be used. The electrodes have to be straight, robust and as thin as possible. |
| Rat alignment tool | David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, USA |
Product ID Model 944 Rat Alignment Tool | Allows the exact orientation of the brain to match stereotaxic atlases. Possible replacement: Stereotaxic holder with a cannula |
| Two-component dental acrylic | Associated Dental Products Ltd. Kemdent Works, Purton, Swindon Wiltshire, SN5 4HT, United Kingdom |
Simplex Rapid Powder Clear 225g, Product code: ACR803; Simplex Rapid Liquid 150ml, Product code: ACR920 | Depending in the electrodes used, superglue might be an easy alternative, if the electrodes are small and lightweight. Possible replacement: Superglue (Cyanacrylate-based) |
| Faraday cage | Self-construction | A proper Faraday cage will be the best protection from electromagnetic artifacts, but everything which can be formed into a box shape or applied to a frame and is made of conductive material may help. Possible replacement: Aluminum foil or copper mesh | |
| Electrophysiological setup with recording software and online spike-sorting capabilities | OmniPlex® Neural Data Acquisition System Plexon Inc 6500 Greenville Avenue, Suite 700 Dallas, Texas 75206 USA |
Offline sorting software is a potential alternative, multiple scripts and softwares can be found for free in the open source community. |
Referências
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