Подготовка электродеса стимуляции периферического нерва для хронической имплантации у крыс

В последнее время спрос на хронически имплантируемые манжеты электродов для стимуляции периферических нервов вырос, так как исследования все чаще демонстрируют доклинную полезность этой методики^{для лечения многочисленных воспалительных заболеваний 1,,2,,3} и неврологических расстройств^{4,,5,,6,,7,,8,,9,,10,,11,,12,,13,,14,,15.} Хронический VNS, например, было показано, для повышения неокортической пластичности в различных контекстах обучения,^{улучшение мотор реабилитации 4,,5,6,,,7,,8},^{вымирание обучения 10,11,12,13},^14,и сенсорной^{дискриминации 15}. Коммерчески доступные периферийные нервные манжеты электродов часто ассоциируются с увеличенными сроками выполнения заказа и относительно высокими затратами, что может ограничить их доступность. Кроме того, протоколы для “внутреннего” изготовления хронически имплантируемых электродов манжеты остаются ограниченными, и анатомия грызунов представляет особые проблемы из-за их небольшого размера. Текущие протоколы строительства манжетных электродов для экспериментов с хроническими грызунами часто требуют использования сложного оборудования и техники, а также тщательного обучения персонала. В этом протоколе мы демонстрируем упрощенный подход к изготовлению манжеты электрода на основе ранее опубликованных и^{широко используемых методов 16,17}. Мы проверяем функциональность наших хронически имплантированных электродов у крыс, демонстрируя, что во время имплантации манжеты вокруг левого блуждающего нерва шейки матки стимуляция, применяемая к электродам манжеты, успешно производила прекращение дыхания и падение SpO2. Стимуляция афферентных легочных рецепторов вагальных волокон, как известно, заниматься Hering-Breuer рефлекс, в котором ингибирование нескольких дыхательных ядер в стволе мозга приводит к подавлению вдохновения¹⁸. Таким образом, прекращение дыхания в соответствии с рефлексом Херинг-Брейер, и в результате падения SpO2, обеспечивают простой тест на надлежащее имплантации электродов и манжеты функции у анестезированых крыс. Для проверки долгосрочной функциональности хронически имплантированных электродов манжеты, рефлекторные реакции измерялись во время имплантации и сравнивались с ответами, полученными у тех же животных через шесть недель после имплантации. Вторая группа крыс была имплантирована с электродами манжеты VNS после поведенческой тренировки на задаче нажатия рычага. У этих крыс, VNS в паре с правильной производительности задачи производится реорганизация корковой моторной карты, в соответствии с^{ранее опубликованными исследованиями 19,20,21,22}. Во время моторного коркового картирования под наркозом, которое произошло через 5-10 недель после имплантации устройства, мы дополнительно подтвердили функцию манжеты у обработанных VNS животных, подтвердив, что VNS успешно индуцировал прекращение дыхания и более чем на 5% падение SpO₂.

Недавно опубликованные протоколы от Чайлдс^{и др. 17} и Риос^{и др. 16 обеспечивают хорошо} проверенную отправную точку для упрощенного подхода изготовления электродов манжеты, так как этот популярный метод был использован несколькими лабораториями, проводящими хронические исследования VNS^{у грызунов 1,,2,,3,,4,,5,,6,,7,,8,,9,,10,,11.} Оригинальный метод включает в себя несколько высокоточных шагов для манипулирования тонкой микропроводов, так что изготовление манжет электродов занимает более часа, и обширная подготовка для выполнения надежно. Упрощенный подход, описанный здесь, требует значительно меньше материалов и инструментов и может быть завершен менее чем за один час минимально подготовленным персоналом.