Microelettrodo guidata impianto di elettrodi nel subtalamico Nucleo di Ratti per lungo termine stimolazione cerebrale profonda

La stimolazione cerebrale profonda (DBS) è un trattamento basato sulla fornitura di impulsi elettrici tramite elettrodi impiantati a specifiche strutture cerebrali, come il globo pallido interno ^1, nucleo subtalamico (STN) ^{2 – 4} o ventrale talamo ^intermedia 5. Negli ultimi due decenni, questo trattamento è stato stabilito come un potente strumento terapeutico per la malattia di Parkinson, ^1-4, distonia ⁶ e tremori ^7, e viene usato anche per modulare il dolore cronico ^7, disturbi psichiatrici (ad esempio, disturbo ossessivo-compulsivo ^8, depressione maggiore ⁹⁾ o epilessia intrattabile ^10,11. Inoltre, DBS potrebbe, in futuro, diventare una opzione di trattamento per l'ipertensione arteriosa refrattaria ^{12 o} ipotensione ortostatica ^13.

I meccanismi fisiologici alla base degli effettidi DBS rimanere poco conosciuta. Studi in roditori anestetizzati hanno fornito spaccato risposte neurali alla stimolazione ad alta frequenza che riproducono clinicamente applicato DBS ^14. Tuttavia, questi studi non solo non hanno conferme comportamentale dell'effetto DBS ma anche provocare una notevole variabilità a seconda dei parametri di stimolazione applicata ^14.

Per studiare in modo più conciso gli effetti comportamentali e dei meccanismi alla base della DBS nei roditori cosciente, è necessaria una stimolazione di set-up che soddisfa i requisiti specifici. DBS è principalmente usato come una terapia a lungo termine (ad esempio, il morbo di Parkinson, il dolore cronico). Così, la stimolazione set-up in roditori dovrebbe essere progettato in modo che il gruppo è costituito da un elettrodo con un tappo, così come un filo dalla spina di uno stimolatore esterno; e questa unità deve essere leggero ma infrangibile quando fissato sul cranio. Inoltre, la libertà di movimento è indispensabile per i ratti durante stimolizione per un periodo prolungato. Le strutture di destinazione della DBS sono piccole; per esempio, il STN in ratti ha una lunghezza di 1,2 mm ed un volume di 0,8 mm ^3,15. Pertanto, gli elettrodi devono essere progettati in modo tale che il nucleo non è lesionato durante l'inserimento e il targeting esigenze per essere precisi. Come la maggior parte degli studi condotti in roditori DBS hanno usato punto di riferimento basato inserimento stereotassica dell'elettrodo alla struttura di destinazione, il tasso di errore può essere relativamente alto, anche quando si utilizza le coordinate secondo Paxinos e Watson ^16. Ciò si traduce in un maggior numero di animali necessari per raggiungere un risultato statisticamente significativo.

Nel presente studio una tecnica di impianto dell'elettrodo viene introdotta, che rivolge la STN con elevata precisione utilizzando un sistema microrecording mentre avanza l'elettrodo. Inoltre, un sistema di stimolazione viene presentato che non solo consente un elevato grado di mobilità per l'animale stimolata ma garantisce anche stimulati continuain via fissaggio sicuro del filo stimolazione (che è protetto da una molla in acciaio inossidabile) sulla testa del ratto.