HF-DBS är en Neurokirurgiska teknik för elektrisk stimulering i hjärnan, som har utvecklats sedan 1870-talet¹. I slutet av 1980, HFS användes först som en potentiell terapeutisk intervention för Parkinsons sjukdom och annan rörelse besvär². I de senaste decennierna, har HF-DBS mer och mer allmänt använts i behandling av sjukdomar i hjärnan som är för närvarande icke behandlingsbar av en traditionell terapeutisk strategi. Särskilt på grund av exakthet förbättring av HFS elektroden, mycket effektiva resultat och minimala biverkningar, antalet sjukdomar i hjärnan behandlas av HF-DBS ökat betydligt under senaste decennierna^{3,4, 5}. Till exempel har HF-DBS godkänts av den amerikanska Food and Drug Administration (FDA) för behandling av Parkinsons sjukdom (PD), Alzheimerdemens typ, essentiell tremor och andra typer av rörlighet störningar^{2,6, 7}. PD patienter, dopaminerga medicineringen minskas upp till 50% under HF-DBS⁸. Förutom en framgångsrik behandling av rörelsestörningar, har HF-DBS också visat sin kraftfulla effekter vid behandling av psykiatriska sjukdomar i kliniken, och för kognitiv bröstförstoring som väl^{2,9, 10 , 11}. det bör noteras att forskningen av HFS för behandling av andra psykiatriska störningar är i olika stadier, erbjuder mycket löfte till patienter¹².

Även om många studier har visat att en fokal HFS har både lokala och fjärranslutna effekter i hela hjärnan¹³, fortfarande de neurologiska och molekylära mekanismerna av effekterna gäckande^2,14. I kliniken, är terapeutiska HF-DBS vanligen tillämpas på ett långsiktigt sätt för behandling av Parkinsons sjukdom och kronisk smärta, etc. många åsikter höjs för att förklara den förbättring som genereras av en HF-DBS-behandling, bland vilka en möjlighet att HFS nuvarande modulerar den neuronala nätverksaktiviteten, förmodligen av en repetitiv depolarisation av axoner i närheten av den implanterade HFS-elektroden. Eller HF-DBS kan ändra ansvarsfrihet för utdata nervceller och de planerade målen. Också, HF-DBS kan leda till långsiktiga synaptic förändringar, inklusive långsiktig potentiering (LTP) och långvarig depression (LTD), vilket kan bidra till en symtomatisk förbättring. Hittills, det är fortfarande oklart huruvida HFS påverkan de viktiga molekylära händelser som reglerar cellulär bearbetar sådana som adult neurogenes i vivo. Flera rader av studier har visat att HFS hos gnagare kunde härma liknande neurala Svaren kliniskt tillämpad DBS^15,16. För att förstå de bakomliggande cellulära mekanismerna för HF-DBS, i denna studie ställa vi först in en i vivo HFS metodik hos möss i en akut (en dag) eller kronisk (fem dagar) sätt. För det andra, vi satte upp en aktivering analys-metod att bestämma ändringen av neuronal aktivitet och neurogenes efter en HF-DBS-leverans.

Eftersom produktionen av neuronala från neurala stamceller är rikligt under den embryonala utvecklingen men fortsätter under hela vuxenlivet, Hippocampus subgranulära zonen är ett av de stora områden där neurogenes uppstår. Processen att neurogenes är influerad av många fysiologiska och patologiska faktorer. I vissa epileptiska fall är i hippocampus neurogenes dramatiskt minskad^17,18. Dessutom kunde en enda elektrokonvulsiv terapi avsevärt öka neuronal produktionen i dentate gyrus¹⁹. Dessa observationer tyder på att den elektrofysiologiska aktiviteten spelar en avgörande roll i regleringen av adult neurogenes och synaptisk plasticitet i hippocampus nervceller. Därför, för att ytterligare påvisa effekterna av HF-DBS på neuronal aktivitet och neurogenes, vi först genomföra en immunfärgning haltbestämning av den omedelbara tidiga-genen (IEG)- c-fos som är en välkänd markör för kortsiktiga neuronal aktivitet som följd av Upplev²⁰. Notch1 signalering upptäcks också för att övervaka signalering aktiveringen efter HFS leverans^21,22. Dessutom upptäcka vi också neuronala produktionen av en BrdU märkning analys efter HF-DBS induktion på olika sätt, även om BrdU färgning kan också vara en markör för gliogenesis.

I den aktuella studien är två HFS metoder anpassade att rikta aktivering av hippocampus GD direkt och indirekt. Elektroden är implanteras i GD direkt eller implanteras i den mediala perforant sökvägen (PP) som sänder prognoser till aktivera GD nervceller. För HF-DBS induktion presenteras en programmerbar stimulator för en kontinuerlig stimulering via fast elektroden på mus huvudet. För att avgöra effekterna av HFS på neuronal aktivering och neurogenes, vi upptäcker uttryck för c-fos och Notch1 av Immunofluorescerande färgning och antalet BrdU-ingår positiva neuroner i regionen Hippocampus GD, respektive, efter HFS behandling. Särskilt, jämförs HF-DBS effekter på neurogenes i GD mellan en akut och en kronisk stimulering sätt, eller mellan en direkt och en indirekt stimulans sätt, respektive.