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Behavior

चूहे और एक्यूपंक्चर द्वारा चूहों में epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) के हेरफेर और नींद

Published: December 22, 2016 doi: 10.3791/54896
* These authors contributed equally

Introduction

मिर्गी एक आम मस्तिष्क संबंधी विकार, जिसमें आवर्तक बरामदगी के एक मरीज की उम्र भर पाए जाते है। अधिकांश मिरगी पुनरावृत्ति विरोधी मिरगी दवाओं (AEDs) द्वारा अच्छी तरह से नियंत्रित किया जा सकता है। हालांकि, मिरगी रोगियों के बारे में 30% आग रोक मिर्गी 1 विकसित करना। मिर्गी का कारण बनता गड़बड़ी है, जो आगे पुनरावृत्ति को बढ़ा सकते हैं सो जाओ। साक्ष्य दर्शाता है कि मिर्गी या तो रात में नींद को बाधित कर सकते हैं या अत्यधिक दिन तंद्रा 2,3 कारण बन सकता है। हमारे पिछले अध्ययनों आगे zeitgeber समय (ZT) 0, पर होने वाली यानी, रोशनी में प्रकाश अवधि की शुरुआत है कि मिर्गी का संकेत: अंधेरे चक्र, नींद कम हो जाती है; इस corticotropin हार्मोन जारी (CRH), एक होमियोस्टैटिक कारक द्वारा मध्यस्थता है। ZT13 (अंधेरे अवधि की शुरुआत) में मिर्गी एक और होमियोस्टैटिक कारक, इंटरल्यूकिन 1 (आईएल 1) है, जो नींद बढ़ जाती है की अभिव्यक्ति को बढ़ाता है। नींद circadian लय बदल रहे हैं जब मिर्गी, ZT6 पर होता है के बीचप्रकाश अवधि 4,5। दूसरी ओर, सोने की समस्याओं आगे प्रगति और मिर्गी 6 की पुनरावृत्ति को बढ़ा सकते हैं। ऊपर उल्लिखित सबूत के आधार पर हमने एक इष्टतम चिकित्सीय पद्धति एक साथ मिर्गी को नियंत्रित करने और मिर्गी के रोगियों में नींद अवरोधों को रोकने के लिए प्रकट करने के लिए प्रयास करें। हम पहले कि इलेक्ट्रो (ईए) एक 10 हर्ट्ज उत्तेजना आवृत्ति है, जो वर्तमान में एक निश्चित राशि का एक स्टेनलेस स्टील सुई के माध्यम से acupoint में कर दिया है के साथ पाया, सफलतापूर्वक electrocorticogram (ECoG) मिरगी गतिविधियों और मिर्गी प्रेरित सो गड़बड़ी को दबा 7 । एक 100 हर्ट्ज उत्तेजना आवृत्ति के साथ ईए आगे मिरगी गतिविधियों और चूहों 8,9 में नींद अवरोधों कमजोर होती जाती है। इस सफल प्रयोग तीन कारकों पर निर्भर करता है: सबसे पहले, एक व्यवहार्य मिरगी पशु मॉडल; दूसरी बात, नींद रिकॉर्डिंग और कृन्तकों में विश्लेषण के लिए एक विधि; और तीसरे, एक्यूपंक्चर के सटीक प्रदर्शन और acupoint locati की सटीकताons।

फोकल मिर्गी और सामान्यीकृत मिर्गी: मिर्गी के दो प्रमुख प्रकार में वर्गीकृत किया गया है। हम फोकल टेम्पोरल लोब मिर्गी (टीएलई), सामान्यीकृत मिर्गी, स्थिति एपिलेप्टिकस (एसई), और सहज सामान्यीकृत मिर्गी की पुनरावृत्ति में रुचि रखते हैं। इसलिए, विभिन्न जोड़तोड़ हमारे प्रयोगों के लिए उपयुक्त मिरगी मॉडल बनाने के लिए लागू कर रहे हैं। फोकल टीएलई की स्थापना करने के लिए, pilocarpine के एक कम खुराक प्रमस्तिष्कखंड (सीईए) के बाईं केंद्रीय नाभिक में किया जाता है। इस मॉडल को सत्यापित करने के लिए, छह ECoG इलेक्ट्रोड ललाट (F1 और F2), पार्श्विका (P1 और P2), और पश्चकपाल (O1 और O2) दोनों को छोड़ दिया और सही गोलार्द्धों में पालियों पर प्रत्यारोपित कर रहे हैं, और एक और दो संदर्भ इलेक्ट्रोड (आर 1 & आर 2) दोनों गोलार्द्धों में सेरिबैलम पर रखा जाता है। एक अतिरिक्त microinjection गाइड प्रवेशनी शल्य चिकित्सा (एपी शीर्षस्थान से 2.8 मिमी, एमएल, 4.2 मिमी, डीवी, 7.8 मिमी शीर्षस्थान के सापेक्ष) बाएँ सीईए में प्रत्यारोपित किया जाता है। निर्देशांक Paxinos और डब्ल्यू से अनुकूलित कर रहे हैंatson चूहे एटलस 10। फोकल टीएलई सफलतापूर्वक प्रेरित है, तो छोड़ दिया पार्श्विका प्रांतस्था पर इलेक्ट्रोड (P1), जो बाएँ सीईए के पास है से केवल रिकॉर्डिंग, प्रमुख epileptiform ECoGs, अन्य ECoG इलेक्ट्रोड से दर्ज की कोई महत्वपूर्ण epileptiform ECoGs साथ प्राप्त करना चाहिए। चूहों में pilocarpine की इंट्रापेरिटोनियल (आईपी) इंजेक्शन सामान्यीकृत प्रेरित मिर्गी और एसई, लेकिन यह घातक हो सकती है। प्रत्येक इंजेक्शन के बीच एक दिन के अंतराल के साथ pentylenetetrazol (PTZ) के पांच आईपी इंजेक्शन सफलतापूर्वक चूहों में सहज सामान्यीकृत मिर्गी प्रेरित और भी चूहों के अस्तित्व को सुनिश्चित। दो तार ECoG इलेक्ट्रोड ECoG संकेतों को प्राप्त करने के लिए और अनायास आवर्तक मिर्गी सत्यापित करने के लिए चूहों में ललाट और पार्श्विका cortices में प्रत्यारोपित किया जाता है।

Polysomnography (पीएसजी) शारीरिक परिवर्तन है कि नींद के दौरान हो रिकॉर्ड करने के लिए एक व्यापक तरीका है, और यह निष्पक्ष गैर तेजी से आँख आंदोलन (NREM) और आर के विभिन्न चरणों में वर्गीकृत कर सकते हैं नींदapid आँख आंदोलन (REM) नींद। पीएसजी मस्तिष्क तरंगों (electroencephalogram, ईईजी), आँख आंदोलनों (electrooculogram, सभी छवियाँ), कंकाल की मांसपेशी टोन (विद्युतपेशीलेख, ईएमजी), दिल की लय (इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम, ईसीजी), और रक्त में ऑक्सीजन का स्तर और श्वसन मापदंडों सहित शरीर के कार्यों के मापदंडों, रिकॉर्ड। चूहों में, हम जागना, NREM नींद, और रेम नींद में सतर्कता राज्यों वर्गीकृत करने के लिए ECoGs, EMGS, cortical तापमान, और हरकत गतिविधि रिकॉर्ड है। चूहों में नींद विश्लेषण ECoGs, EMGS, और हरकत गतिविधि परिणामों का उपयोग किया जाता है। चूहे शल्य चिकित्सा के साथ तीन ECoG stereotaxic सर्जरी द्वारा ललाट, पार्श्विका पर इलेक्ट्रोड, और contralateral अनुमस्तिष्कीय cortices पेंच प्रत्यारोपित कर रहे हैं। सतर्कता राज्यों (जागना, NREM नींद, और रेम नींद) के अधिग्रहण के बाद दृढ़ संकल्प ECoGs, ईएमजी, मस्तिष्क तापमान, और हरकत गतिविधि से अर्जित मापदंडों के अनुसार किया जाता है। दोनों चूहों और चूहों में पशु के व्यवहार को श्रेणीबद्ध करने के लिए विस्तृत मानदंड टी में वर्णित हैंवह प्रोटोकॉल।

दोनों चूहों और चूहों का मार्गदर्शन एक्यूपंक्चर या ईए प्रदर्शन से पहले, zoletil के एक कम खुराक (25 मिलीग्राम / किग्रा), जो सामान्य रूप से anesthetics stereotaxic सर्जरी के दौरान प्रशासित खुराक का आधा है साथ anesthetized किए जाने की जरूरत है। इस खुराक जानवरों इंजेक्शन के बाद 30 से 35 मिनट जागृत करने के लिए अनुमति देता है। या तो मैनुअल एक्यूपंक्चर या ईए 30 मिनट की एक निरंतर अवधि के समय के साथ, अंधेरे अवधि की शुरुआत में किया जाता है, और प्रत्येक जानवर लगातार दो से तीन दिनों के लिए किया जाता है। उत्तेजक ईए धाराओं एक स्टेनलेस स्टील सुई कि acupoint में डाला जाता है के माध्यम से एक विशेष acupoint में वितरित कर रहे हैं। प्रोत्साहन वर्तमान biphasic वर्ग दालों की एक ट्रेन है, जिसमें पल्स अवधि 150 एमएस है और उत्तेजना तीव्रता 1 मा है। एक सूखी सुई का मार्गदर्शन एक्यूपंक्चर के लिए प्रयोग किया जाता है, तो सुई acupoints में डाला 10 बार हर 5 मिनट मचलती थीं जाता है। मैनुअल एक्यूपंक्चर या ईए की कठिन हिस्सा कृन्तकों में acupoints स्थानीय बनाना है। नियंत्रण रेखाचूहों या चूहों में acupoints के व्यावहारिक मानव में उनकी संरचनात्मक स्थान के समान है। उदाहरण के लिए, द्विपक्षीय Fengchi acupoints दो कान, जो मनुष्य के 11 में अपनी संरचनात्मक स्थान के समान है के बीच, 3 मिमी गर्दन पर पीछे मंझला लाइन से दूर स्थित हैं। इसके अलावा, त्वचा पर कम प्रतिबाधा के साथ acupoints आगे की पुष्टि की जा सकती है। नकली एक्यूपंक्चर या नकली ईए हेरफेर एक्यूपंक्चर या ईए प्रयोगों के लिए आवश्यक है। नकली एक्यूपंक्चर या नकली ईए एक गैर acupoint ऐसे कांख 12 के पास के रूप में acupoint के पास स्थित है, कम से किया जाना चाहिए।

सफलतापूर्वक मिर्गी और मिर्गी-प्रेरित नींद अवरोधों पर एक्यूपंक्चर या ईए के प्रभाव की जांच करने के लिए निम्न कारकों जगह में होना चाहिए: एक व्यवहार्य मिरगी पशु मॉडल, epileptiform ECoGs का सटीक विश्लेषण और मिर्गी की पुनरावृत्ति, सतर्कता राज्यों वर्गीकृत करने के लिए एक विधि और एक्यूपंक्चर या कृन्तकों में ईए के सटीक प्रदर्शन।

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Protocol

सभी प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) नेशनल ताइवान विश्वविद्यालय के द्वारा अनुमोदित कर रहे हैं।

1. दाखिल ECoG इलेक्ट्रोड, ईएमजी इलेक्ट्रोड, ब्रेन Thermistor, और इंजेक्शन गाइड प्रवेशनी के लिए Stereotaxic सर्जरी

  1. के लिए चूहों (250 - 350 ग्राम, 6 से 8 सप्ताह पुराने Sprague-Dawley चूहों)
    1. 50 मिलीग्राम / किग्रा zoletil के साथ आईपी इंजेक्शन द्वारा चूहों anesthetize। हिंद पंजा बन्द रखो के बाद उत्तर की कमी को देख कर संज्ञाहरण के उचित गहराई की पुष्टि करें। आँख मरहम लागू, फर दाढ़ी, और povidone आयोडीन समाधान और 75% इथेनॉल के साथ त्वचा बाँझ। एक एंटीबायोटिक (पेनिसिलिन जी) के संक्रमण को रोकने के लिए इंजेक्षन।
    2. सर्जरी के लिए नलियां, कैंची, hemostats, Gauzes, और दाग़ना मशीन तैयार करें। एक आटोक्लेव और 75% इथेनॉल द्वारा दाग़ना द्वारा शल्य गियर और gauzes जीवाणुरहित।
    3. कान नहर में एक कान बार की जगह और stereotaxis को चूहे माउंट।
    4. का प्रयोगएक छुरी, दुमदारी चलती है, दो कानों के बीच एक रेखा के साथ खोपड़ी पर एक अनुमानित 2 सेमी midline चीरा बनाते हैं। hemostats के साथ त्वचा फ्लैप क्लिप खोपड़ी को बेनकाब और खोपड़ी एक छुरी का उपयोग करने पर ऊतक निकालने के लिए।
    5. ड्रिल आठ छेद (F1, F2, P1, P2, O1, O2, आर 1, और R2), व्यास में प्रत्येक लगभग 0.7 मिमी, एक रोटरी उपकरण के साथ खोपड़ी पर। ललाट, पार्श्विका, और पश्चकपाल पालियों पर आठ ECoG इलेक्ट्रोड और दोनों को छोड़ दिया और सही गोलार्द्धों में सेरिबैलम भाड़ में। ये इलेक्ट्रोड फोकल मिर्गी का पता लगाने के लिए किया जाता है।
      1. midline से -2.0 मिमी पूर्वकाल शीर्षस्थान के लिए और 3.0 मिमी: midline से 2.0 मिमी पूर्वकाल शीर्षस्थान के लिए और 2.5 मिमी, पार्श्विका (P1 और P2): ललाट (F1 और F2): रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड के लिए निम्नलिखित निर्देशांक का प्रयोग करें और पश्चकपाल (O1 और O2): -5.5 मिमी पूर्वकाल शीर्षस्थान के लिए और midline से 3.0 मिमी।
      2. दो संदर्भ इलेक्ट्रोड (R1 और R2) सेरिबैलम (-11.0 मिमी पूर्वकाल से अधिक जगह शीर्षस्थान और midli से 4.0 मिमी के लिएNE)।
    6. चूहों, ड्रिल तीन छेद और सही ललाट (F2) और एक ही निर्देशांक के साथ cortices की पार्श्विका लोब (P2) पर दो पेंच ईईजी इलेक्ट्रोड जगह का एक अलग समूहों में कदम 1.1.5.1 में वर्णित है। बाएं सेरिबैलम (आर 1), जो जानवर जमीन और संकेत कलाकृतियों को कम करने के लिए कार्य करता है के ऊपर एक तिहाई ईईजी इलेक्ट्रोड रखें। ये इलेक्ट्रोड सामान्यीकृत मिर्गी की पुष्टि और सतर्कता के चरणों का विश्लेषण करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं।
    7. गर्दन की त्वचा और मांसपेशियों को अलग करें और गर्दन मांसपेशी में दो ईएमजी इलेक्ट्रोड डालें।
    8. खोपड़ी पर एक छेद ड्रिल और बाईं सीईए में एक microinjection गाइड प्रवेशनी (एपी, शीर्षस्थान से 2.8 मिमी डीवी, 7.8 मिमी शीर्षस्थान के सापेक्ष; एमएल, 4.2 मिमी) जगह चूहों में। निर्देशांक Paxinos और वाटसन चूहे एटलस 10 से अनुकूलित कर रहे हैं।
    9. खोपड़ी पर एक बड़ा छेद (1.6 मिमी की एक व्यास के साथ) ड्रिल और पार्श्विका प्रांतस्था की सतह है, जो बाद में पुख्ता किया जाएगा पर एक calibrated 30 केवी thermistor डालें, मोनी कोचूहों में cortical तापमान टो।
    10. खून बह रहा है जब यह होता है को रोकने के लिए धुंध और दाग़ना का प्रयोग करें।
    11. मार्ग एक कुरसी के लिए ECoG इलेक्ट्रोड और ईएमजी इलेक्ट्रोड से अछूता जाता है और तार को thermistor कनेक्ट। कुरसी सीमेंट और दंत एक्रिलिक के साथ खोपड़ी को प्रवेशनी मार्गदर्शन।
    12. Polysporin (bacitracin जिंक / polymyxin बी सल्फेट) के संक्रमण को रोकने के साथ topically चीरा समझो। सर्जरी के बाद एक सप्ताह के लिए जानवरों के दोनों इबुप्रोफेन और पेनिसिलिन ग्राम पानी में दें।
  2. (- 30 ग्राम, 6 से 8 सप्ताह पुराने C57BL / सी चूहों 20) चूहों के लिए
    1. 50 मिलीग्राम / किग्रा zoletil के साथ आईपी इंजेक्शन द्वारा चूहों anesthetize और हिंद पंजा बन्द रखो के बाद उत्तर की कमी को देख कर संज्ञाहरण के उचित गहराई की पुष्टि करें। आँख मरहम लागू करें। फर शेविंग के बाद, povidone आयोडीन समाधान और 75% इथेनॉल के साथ त्वचा बाँझ। एक एंटीबायोटिक (पेनिसिलिन जी) के संक्रमण को रोकने के लिए इंजेक्षन।
    2. एक कान बार कान नहर में रखें औरstereotaxis करने के लिए माउस माउंट।
    3. एक छुरी का प्रयोग, दुमदारी चलती है, दो कानों के बीच एक रेखा के साथ खोपड़ी पर एक अनुमानित 1.5 सेमी midline चीरा बनाते हैं। hemostats के साथ त्वचा फ्लैप क्लिप खोपड़ी को बेनकाब और एक छुरी के साथ खोपड़ी पर ऊतक हटा दें।
    4. शल्य कैंची के साथ खोपड़ी पर दो छेद प्रहार और सही ललाट पालि पर दो तार ECoG इलेक्ट्रोड जगह (F2: 2.0 मिमी शीर्षस्थान के लिए और midline के लिए 1.5) और बाएं पार्श्विका लोब (P1: -3.0 मिमी शीर्षस्थान के लिए और -2.5 मिमी midline के लिए)।
    5. गर्दन की त्वचा और मांसपेशियों को अलग करें और गर्दन मांसपेशी में दो ईएमजी इलेक्ट्रोड डालें।
    6. दंत एक्रिलिक साथ खोपड़ी के लिए सीमेंट महिला टर्मिनलों के लिए और एक 2.54 एमएम कनेक्टर के लिए तार ECoG इलेक्ट्रोड और ईएमजी इलेक्ट्रोड से अछूता सुराग कनेक्ट करें, और उसके बाद।
    7. Polysporin (bacitracin जिंक / polymyxin बी सल्फेट) के संक्रमण को रोकने के साथ topically चीरा समझो। एक मूत के लिए पानी में जानवरों दोनों इबुप्रोफेन और पेनिसिलिन जी देसर्जरी के बाद कश्मीर।
  3. सभी जानवरों के प्रयोगों की दीक्षा से पहले सात दिनों के लिए ठीक करने के लिए अनुमति दें।
  4. 40 डब्ल्यू 12 एच चक्र (: घर चूहों या चूहों को अलग, अलग-अलग पिंजरों में रिकॉर्डिंग, पृथक कमरे में, जहां का तापमान 23 ± 1 डिग्री सेल्सियस और प्रकाश पर बनाए रखा है: अंधेरे (एल: डी) लय नियंत्रित किया जाता है एक 12 में एक्स 4 नलियों रोशनी)। भोजन और पानी यथेच्छ प्रदान करें।
  5. ECoG, ईएमजी, और thermistor सर्जरी के बाद एक सप्ताह के एम्पलीफायरों के लिए एक तार के माध्यम से कनेक्ट रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए।

2. फोकल टीएलई मिर्गी, एसई, और अनायास आवर्तक मिर्गी की स्थापना

  1. चूहों के लिए
    1. एक microinjection पंप का उपयोग इंजेक्शन गाइड प्रवेशनी के माध्यम से pilocarpine (2.4 मिलीग्राम / μL) बाएं सीईए में 0.5 μL प्रशासन। इंजेक्शन दर फोकल टीएलई प्रेरित करने के लिए 0.2 μL / मिनट पर निर्धारित किया जाना चाहिए।
    2. आईपी ​​300 मिलीग्राम इंजेक्षन / pilocarpine किलो सामान्यीकृत महामारी प्रेरित करने के लिएआवर्तक एसई के साथ lepsy।
  2. चूहों के लिए
    1. आईपी ​​एक विशेष ZT बिंदु पर PTZ (0.035 मिलीग्राम / ग्राम माउस वजन) के लिए प्रशासन हर दूसरे दिन। लगातार पांच इंजेक्शन अनायास और खरीदे सामान्यीकृत मिर्गी के विकास के लिए प्रेरित करेगा।
  3. दोनों चूहों और चूहों के लिए
    1. 5000 से ECoG संकेत बढ़ाना और 0.1 और 40 हर्ट्ज के बीच एनालॉग bandpass फिल्टर।
    2. एक ए / डी परिवर्तित बोर्ड का उपयोग करें एक 128 हर्ट्ज नमूना दर के साथ डिजिटल संकेतों के अनुरूप ECoGs संकेतों में परिवर्तित करने के लिए।
    3. दृश्य स्कोरिंग के लिए एक सॉफ्टवेयर का उपयोग करें और शुरुआत और मिर्गी की अवधि का विश्लेषण। आदेश की अवधि का प्रतिनिधित्व करने के लिए समय के पैमाने को मापने।
    4. 2 एम वी से अधिक आयाम के साथ मिरगी spikes की उपस्थिति से और अधिक से अधिक 30 एस 13 के durations के साथ ECoG मिर्गी को परिभाषित करें।

3. सतर्कता राज्यों के वर्गीकरण

  1. चूहों के लिए
    1. मानकों को रिकॉर्डिंग के एक 12 प्रकरण के भीतर ECoGs, ईएमजी, मस्तिष्क तापमान, और हरकत से अधिग्रहण का उपयोग करके सतर्कता राज्यों का निर्धारण करते हैं। ECoG, ईएमजी, और thermistor सर्जरी के बाद एक सप्ताह के एम्पलीफायरों के लिए एक तार के माध्यम से कनेक्ट रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए। 3.1.7 - कदम 3.1.5 के अनुसार एक कस्टम बनाया सॉफ्टवेयर के साथ राज्यों स्कोर।
    2. एक इन्फ्रारेड मोशन डिटेक्टर का उपयोग हरकत की गतिविधियों को मापने, संकेत एकीकृत हर 1, और संकेतों की दुकान।
    3. उपाय cortical तापमान और संकेतों की दुकान।
    4. हमारे पहले से परिभाषित मानदंड के अनुसार 14 राज्यों सतर्कता वर्गीकृत।
    5. निम्नलिखित विशेषताएं का उपयोग करके जागना स्कोर: (- 4.0 हर्ट्ज 0.5), और कम थीटा शक्ति उच्च आवृत्ति स्पेक्ट्रा के साथ छोटे आयाम ECoGs, उच्च शक्ति डेल्टा (6.0 -: 9.0 हर्ट्ज); प्रमुख हरकत गतिविधि; उच्च ईएमजी गतिविधि; और धीरे-धीरे cortical तापमान बढ़ रही है।
    6. followin का उपयोग करके स्कोर NREM नींदजी विशेषताओं: बड़े आयाम के साथ डेल्टा-लहर प्रमुख ECoGs, ईएमजी गतिविधि कम हो cortical तापमान, और कोई हरकत गतिविधि मना कर दिया।
    7. स्कोर निम्न विशेषताओं का उपयोग करके रेम नींद: प्रमुख थीटा आवृत्ति, अचानक वृद्धि हुई cortical तापमान, कम से कम ईएमजी गतिविधि और कम हरकत गतिविधि शरीर twitches के साथ साथ ECoGs के आयाम को कम किया है।
  2. चूहों के लिए
    1. चूहों में आयोजित रूप में छोड़कर वहाँ कोई cortical तापमान thermistor से दर्ज की गई है चूहों में सतर्कता राज्यों के वर्गीकरण को दोहराएँ।

4. मैनुअल एक्यूपंक्चर और चूहों में ईए का प्रदर्शन

  1. चूहे ईए प्रोटोकॉल के लिए anesthetized है।
  2. शरीर रचना विज्ञान द्वारा acupoint जानें और acupoint पर कम त्वचा प्रतिबाधा की पुष्टि करें। जब कम त्वचा प्रतिबाधा का पता लगाने के प्रकाश चमकता है। नोट: Fengchi acupoints पीछे मंझला लाइन से 3 मिमी दूर स्थित हैं होदो कान बीच, गर्दन पर।
  3. 2 मिमी की गहराई पर acupoints में स्टेनलेस स्टील सुई डालें।
  4. डाला सुइयों 10 बार हर 5 मिनट चिकोटी।
  5. एक कार्यात्मक बिजली उत्तेजक का उपयोग करना, सुई के माध्यम से acupoints के लिए 1 मा की तीव्रता के साथ biphasic दालों (150 μs अवधि प्रत्येक) की एक ट्रेन देने के लिए।
  6. एक नकली एक्यूपंक्चर प्रदर्शन या एक नियंत्रण के रूप में ईए दिखावा।

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Representative Results

इसमें विभिन्न मिर्गी प्रकार की जरूरतों को पूरा करने के लिए अलग चूहा और माउस मॉडल हैं। फोकल टीएलई के लिए प्रेरित करने के लिए, pilocarpine के 0.5 μL (2.4 मिलीग्राम / μL) बाएं सीईए में किया जाता है। और दुर्लभ मिरगी गतिविधियों (चित्रा 1 ए ECoG इलेक्ट्रोड के बाकी हिस्सों से उठाया जाता है: ए, सी, डी, ई: प्रमुख epileptiform ECoGs बाएँ गोलार्द्ध के पार्श्विका लोब (ख चित्रा 1 ए) पर ECoG इलेक्ट्रोड से अर्जित कर रहे हैं और च) जब pilocarpine प्रशासित किया जाता है। Epileptiform ECoGs मुख्य रूप से pilocarpine प्रशासन के तुरंत बाद दर्ज हैं। इन परिणामों के 8 से अपनाया जाता है। इन परिणामों के सफल सीईए में कम खुराक pilocarpine के प्रत्यक्ष इंजेक्शन के बाद चूहों में फोकल टीएलई की प्रेरण संकेत मिलता है।

5 मिनट, आईपी में भीतर300 मिलीग्राम / किग्रा pilocarpine की jection ऐसे piloerection, लार, लाल आँखें, कांप, और चेहरे automatisms के रूप में व्यवहार पर गंभीर प्रभाव कोलीनर्जिक, लाती है। इन व्यवहार लक्षण की गंभीरता को धीरे-धीरे जब तक एक ECoG सामान्यीकृत जब्ती होता है (चित्रा 1 बी, नीले बॉक्स) बढ़ जाती है। एसई भी सामान्यीकृत मिर्गी (चित्रा 1 बी, लाल बॉक्स) के बाद होता है। इन परिणामों के 13 से अपनाया जाता है। हमारे परिणाम बताते 300 मिलीग्राम / किग्रा pilocarpine के एक आईपी इंजेक्शन ECoG प्रलेखित सामान्यीकृत मिर्गी और एसई प्रेरित करने के लिए एक विश्वसनीय तरीका है कि। हालांकि, एसई के विकास के बाद जीवित रहने की दर 15% और 20% के बीच है। चूहों में मिर्गी के PTZ-जलना मॉडल अनायास और खरीदे सामान्यीकृत मिर्गी विकसित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। 0.035 मिलीग्राम / ग्राम माउस वजन की एक खुराक पर PTZ आईपी एक विशेष ZT बिंदु (जैसे, अंधेरे अवधि की शुरुआत, ZT13) हर दूसरे दिन, और प्रत्येक इंजेक्शन एक दिन के अंतराल से अलग है पर इंजेक्शन है। कोई epileptiform रहे हैंECoGs PTZ की 1 सेंट इंजेक्शन के बाद अंधेरे अवधि के दौरान पाया (चित्रा 1C: क) या निम्न अंधेरे की अवधि के दौरान, जब यह इंजेक्शन के लिए एक छुट्टी का दिन है (चित्रा 1C: ख)। कोई महत्वपूर्ण मिरगी गतिविधि 2 एन डी, 3 आरडी के बाद पाया जाता है, और 4 वें इंजेक्शन (डेटा यहाँ नहीं दिखाया गया है)। (चित्रा 1C: ई और ए ') अनायास और खरीदे सामान्यीकृत मिर्गी के साथ: हालांकि, epileptiform ECoGs 5 वें PTZ इंजेक्शन (सी और डी चित्रा 1 सी) के बाद प्रेरित कर रहे हैं।

हम मानदंड हम प्रोटोकॉल में उल्लेख के अनुसार जागना, NREM नींद, और रेम नींद में सतर्कता राज्यों में वर्गीकृत। जागना नेत्रहीन कम आयाम और उच्च आवृत्ति के साथ desynchronized ECoGs से रन बनाए है। डेल्टा आवृत्ति बैंड में बिजली घनत्व मूल्यों (0.5 - 4 हर्ट्ज) आम तौर पर में उन लोगों की तुलना में अधिक कर रहे हैंथीटा आवृत्ति बैंड (6 - 9 हर्ट्ज) जागना दौरान, और अधिक उच्च आवृत्ति स्पेक्ट्रा (> 10 हर्ट्ज) पाए जाते हैं। जागना ईएमजी के एक उच्च आयाम और हरकत गतिविधि के बहुत सारे दर्शाती है। इसके अलावा, cortical तापमान धीरे-धीरे बढ़ जाती है जब जागना करने के लिए या तो NREM नींद या रेम नींद से सतर्कता राज्य पारगमन (चित्रा 2)। NREM नींद उच्च आयाम और कम आवृत्ति के साथ सिंक्रनाइज़ ECoGs की विशेषता है। शक्ति घनत्व मूल्यों डेल्टा आवृत्ति बैंड में प्रमुख हैं। ईएमजी आयाम धीरे-धीरे गिरावट आती है, और कोई हरकत गतिविधि NREM नींद के दौरान प्रदर्शन किया है। Cortical तापमान कम हो जाती है जब NREM नींद में जागना से सतर्कता राज्य पारगमन (चित्रा 2)। रेम नींद के दौरान, ECoG लहर desynchronized है, आयाम कम हो जाता है, प्रमुख ईईजी शक्ति घनत्व थीटा आवृत्ति के भीतर होता है (6.0 -: 9.0 हर्ट्ज), ईएमजी गतिविधि सबसे phasic शरीर चिकोटी मनाया जाता है, और cortical तापमान तेजी से बढ़ जाती है(चित्रा 2)।

हम मिरगी गतिविधि पर ईए के विशिष्ट प्रभाव का प्रदर्शन किया जब ईए या तो एक उच्च आवृत्ति उत्तेजना (100 हर्ट्ज) या एक कम आवृत्ति उत्तेजना (10 हर्ट्ज) के साथ Fengchi acupoints उत्तेजित करता है। चित्रा 3 ए, pilocarpine के 0.5 μL की एक microinjection में (2.4 मिलीग्राम / μL) बाएं सीईए में लाती फोकल टीएलई, पहले (बी) के रूप में उल्लेख किया। हालांकि, द्विपक्षीय Fengchi acupoints के 100 हर्ट्ज ईए pilocarpine प्रेरित epileptiform ECoGs (सी) exacerbates। इन परिणामों के 8 से अनुकूलित कर रहे हैं। इसके विपरीत, द्विपक्षीय Fengchi के 10 हर्ट्ज ईए pilocarpine प्रेरित epileptiform ECoGs (: सी चित्रा 3 बी) को रोकता है। इन परिणामों के 7 से अनुकूलित कर रहे हैं। अंधेरे चक्र (चित्रा -4 ए और 4 बी): वाम सीईए में pilocarpine का प्रशासन भी 12 घंटे प्रकाश की रोशनी की अवधि के दौरान NREM नींद दबा। वायुसेना के दौरान NREM नींद की कमीअंधेरे अवधि के ईडब्ल्यू घंटे मुख्य रूप से संज्ञाहरण के प्रभाव की वजह से है, और ईए 15 का प्रत्यक्ष प्रभाव नहीं है। 100 हर्ट्ज ईए के आवेदन आगे NREM नींद (चित्रा -4 ए) के pilocarpine प्रेरित दमन कमजोर होती जाती है। इसके विपरीत, द्विपक्षीय Fengchi acupoints के एक 10 हर्ट्ज ईए NREM प्रतिशत से नींद बढ़ जाती अंधेरे अवधि और ब्लॉक प्रकाश अवधि (चित्रा 4 बी) के दौरान NREM नींद की pilocarpine प्रेरित कमी के दौरान। इन परिणामों के 9 से अपनाया जाता है।

आकृति 1
चित्रा 1: चूहे और चूहे में विभिन्न मिर्गी मॉडल। एक चूहे में फोकल टीएलई को दर्शाता है। बी चूहों में एसई के साथ सामान्यीकृत मिर्गी elucidates। सी सहज और आवर्तक epileptiform ECoGs इंगित करता है। (ए) (क), (ख), (ग), (घ), (ई), और ई (च) का प्रतिनिधित्वबाईं ललाट पर रखा इलेक्ट्रोड से दर्ज दांत का संकेत है, छोड़ दिया पार्श्विका, बाएं पश्चकपाल, सही ललाट, सही पार्श्विका, और सही पश्चकपाल cortices, क्रमशः। (बी) के तीर pilocarpine के आईपी इंजेक्शन इंगित करता है। ग्रे बॉक्स (एक) pilocarpine इंजेक्शन से पहले प्राप्त आधारभूत ECoGs को दर्शाता है। नीले बॉक्स सामान्यीकृत मिर्गी के epileptiform ECoGs पता चलता है। लाल बॉक्स (ख) एसई का प्रतिनिधित्व करता है। ECoG संकेतों से (क) और (ख) (ए) और (बी) में दिखाया जाता है निकाली गई। (सी) (क) ECoGs 1 सेंट PTZ इंजेक्शन और (ख) का प्रतिनिधित्व करता है ECoGs चूहों में 1 सेंट PTZ इंजेक्शन के बाद दिन के बाद अधिग्रहीत दर्ज की गई प्रतिनिधित्व करता है। मिरगी गतिविधियों 5 वें PTZ इंजेक्शन (ग) और बाद के बाद हो। आवर्तक मिरगी ECoGs उस दिन 5 वीं के बाद PTZ इंजेक्शन घटित में (घ) दिखाए जाते हैं। दर्ज की गई 5 दिन 5 वें PTZ इंजेक्शन के बाद आवर्तक मिरगी ECoGs में दिखाया जाता है (ई) । नीचे (ए ') में यह आंकड़ा ECoGs लाल बॉक्स से निकाला प्रतिनिधित्व करता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2: जागना, NREM सो जाओ, और रेम नींद: सतर्कता राज्यों के वर्गीकरण। चूहों की सतर्कता राज्यों ECoGs, ECoG स्पेक्ट्रा, EMGS, हरकत गतिविधि, और cortical तापमान से मापदंडों द्वारा वर्गीकृत कर रहे हैं। चूहों की सतर्कता राज्यों, एक ही मापदंड की विशेषता है सिवाय cortical तापमान लागू नहीं है।
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चित्रा 3: मिर्गी पर 100 हर्ट्ज और 10 हर्ट्ज ईए के प्रभाव। (ए) में, पहली ECoG ट्रेस दर्शाता आधारभूत ECoGs (क)। बाएं सीईए में pilocarpine के microinjection फोकल टीएलई (ख) लाती है। द्विपक्षीय Fengchi acupoints में 100 हर्ट्ज ईए के आवेदन epileptiform ECoGs (ग) exacerbates। (बी) में, पहली ECoG ट्रेस दर्शाता आधारभूत ECoGs (क)। बाएं सीईए में pilocarpine के microinjection फोकल टीएलई (ख) लाती है। द्विपक्षीय Fengchi acupoints पर 10 हर्ट्ज ईए के आवेदन epileptiform ECoGs (ग) को रोकता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4: के प्रभाव में 100 हर्ट्ज और 10 हर्ट्ज ईए महामारी परlepsy-प्रेरित नींद अवरोधों। (ए) फोकल टीएलई बाईं सीईए में pilocarpine के microinjection से प्रेरित प्रकाश अवधि के दौरान NREM नींद कम कर देता है। 100 हर्ट्ज ईए आगे मिर्गी-प्रेरित नींद अशांति कमजोर होती जाती है। (बी) के 10-हर्ट्ज ईए ब्लॉक के आवेदन प्रकाश अवधि के दौरान NREM नींद की मिर्गी प्रेरित कमी। इसके अलावा, 10 हर्ट्ज ईए अंधेरे की अवधि के दौरान NREM नींद को बढ़ाता है। मान ± SEM के मतलब के रूप में प्रतिनिधित्व कर रहे हैं। पहले pilocarpine के microinjection, खुले सर्कल डेटा pilocarpine इंजेक्शन के बाद अधिग्रहीत को दर्शाया गया है, और खुले त्रिकोण मूल्यों ईए उत्तेजनाओं के बाद प्राप्त दर्शाता काले वृत्त मूल्यों प्राप्त प्रतिनिधित्व करता है। काली पट्टी 12 घंटे प्रकाश के अंधेरे अवधि प्रतिनिधित्व करता है: अंधेरे चक्र, और सफेद पट्टी प्रकाश अवधि को दर्शाया गया है। * 100 हर्ट्ज ईए + pilocarpine समूह और नियंत्रण (एनोवा, पी <0.05) और # के बीच अंतर का प्रतिनिधित्व सांख्यिकीय सांख्यिकीय differenc इंगित करता है10 हर्ट्ज ईए + pilocarpine समूह और pilocarpine समूह (एनोवा, पी <0.05) के बीच ई। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

एक व्यवहार्य मिर्गी पशु मॉडल का चयन प्रत्येक प्रयोगात्मक उद्देश्य के लिए आवश्यक है। हमारे लक्ष्यों में से एक मिर्गी दमन पर ईए के प्रभाव को स्पष्ट करने के लिए है। ईए एक वैकल्पिक चिकित्सा कि मिर्गी में उपचारात्मक प्रभाव प्रदर्शन कर सकते हैं और प्राचीन चीनी साहित्य में प्रलेखित किया गया है। हालांकि, वहाँ वैज्ञानिक सबूत यह साबित करने की कमी है। मिर्गी पर ईए के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए, हम मुख्य रूप से ईए के प्रभाव पर हल्के फोकल मिर्गी पर ध्यान केंद्रित नहीं बल्कि गंभीर सामान्यीकृत जब्ती या एसई पर की तुलना में। हमारे पिछले अध्ययन चूहों में एक केन्द्र टीएलई मॉडल का इस्तेमाल किया pilocarpine प्रेरित फोकल टीएलई और फोकल टीएलई-प्रेरित नींद अवरोधों 7 पर द्विपक्षीय Fengchi acupoints की ईए कम आवृत्ति (10 हर्ट्ज) और उच्च आवृत्ति (100 हर्ट्ज) के प्रभाव को प्रदर्शित करने के लिए 9। हमारे परिणाम बताते हैं कि द्विपक्षीय Fengchi acupoints के 10 हर्ट्ज ईए दबा फोकल टीएलई और नींद व्यवधान, जबकि 100 हर्ट्ज ईए दोनों फोकल टीएलई और टीएलई प्रेरित सो गड़बड़ी exacerbates। एक अन्य उदाहरण टी हैओ आग रोक मिर्गी पर गहरी मस्तिष्क उत्तेजना, विशेष रूप से सामान्यीकृत जब्ती और एसई के प्रभाव को प्रदर्शित करता है। हम निर्धारित किया है कि चेतक (चींटी) उच्च आवृत्ति और तीव्रता कम धाराओं के साथ के पूर्वकाल नाभिक की एकतरफा गहरी मस्तिष्क उत्तेजना सफलतापूर्वक सामान्यीकृत मिर्गी की पुनरावृत्ति और एसई 13 की अवधि को रोकता है। हम यह भी अनायास विकसित और खरीदे चूहों में PTZ-जलना विधि का उपयोग मिर्गी का सामान्यीकरण। इस PTZ-जलना मॉडल व्यापक रूप से मिर्गी के अध्ययन के लिए लागू किया जा सकता है। इन मिर्गी मॉडल की स्थापना के लिए महत्वपूर्ण कदम उचित मात्रा का इस्तेमाल होता है। सीईए में pilocarpine की बड़ी मात्रा का एक microinjection माध्यमिक सामान्यीकृत मिर्गी का विकास हो सकता। 300 से अधिक मिलीग्राम के आईपी प्रशासन / किलो pilocarpine सामान्यीकृत मिर्गी और एसई लाती है; हालांकि, ज्यादातर चूहों के बाद एसई विकसित जीवित नहीं था। इसके अलावा, खुराक से कम 280 मिलीग्राम / किग्रा सफलतापूर्वक सामान्यीकृत मिर्गी और एसई स्थापित नहीं कर सका। यह वही situation PTZ-जलना मॉडल के साथ होता है। PTZ की बड़ी खुराक एसई का कारण हो सकता है, लेकिन कई चूहों जीवित नहीं है। इसके विपरीत, PTZ की कम खुराक अनायास आवर्तक मिर्गी स्थापित करने के लिए और अधिक इंजेक्शन की आवश्यकता है।

चूहों और चूहों में विभिन्न सतर्कता राज्यों के वर्गीकरण के लिए मुख्य रूप से मनुष्यों से दर्ज पोलीसोम्नोग्राफी की सुविधाओं पर आधारित है। हम आदेश ECoG, वर्णक्रमीय वितरण, ईएमजी, हरकत गतिविधि, और cortical तापमान से दर्ज मूल्यों से नींद जगा गतिविधि का विश्लेषण करने के लिए प्रोटोकॉल संशोधित। ECoG, वर्णक्रमीय वितरण, ईएमजी, हरकत गतिविधि, और cortical तापमान की विशेषताओं जागना और NREM नींद से दर्ज मनुष्यों से हासिल कर ली है उन लोगों के लिए समान हैं। हालांकि, रेम नींद कभी कभी अस्पष्ट और कृन्तकों में वर्गीकृत करने के लिए मुश्किल है। सबसे साहित्य अपने ECoGs और EMGS के अनुसार कृन्तकों में REM नींद का वर्णन है। ECoGs की थीटा आवृत्ति बैंड प्रमुख है और ईएमजी की मांसपेशियों टोन सबसे कम जब चूहों या चूहों एक हैरेम नींद में हैं। आदेश स्कोरिंग रेम नींद का विश्वास बढ़ाने के लिए, हम आगे की हरकत गतिविधि और cortical तापमान दर्ज किया गया। Phasic शरीर चिकोटी मनाया जाता है और cortical तापमान तेजी से बढ़ जाती है जब चूहों रेम नींद दर्ज करें। हरकत गतिविधि और cortical तापमान, ECoGs, वर्णक्रमीय वितरण, और EMGS के अलावा, रेम नींद विश्लेषण के लिए सटीकता में वृद्धि। अधिक पैरामीटर शामिल हैं जो अधिक सटीक वर्गीकरण किया जा सकता है।

दो मुख्य बिंदुओं हमेशा आलोचना की गई है जब शोधकर्ताओं का मार्गदर्शन एक्यूपंक्चर या ईए प्रयोगों प्रदर्शन करते हैं। पहला मुद्दा कैसे शोधकर्ताओं की पहचान करने और चूहों में acupoints पुष्टि है। मध्याह्न प्रणाली और मनुष्यों में acupoints अच्छी तरह से स्थापित कर रहे हैं, लेकिन वहाँ कोई मध्याह्न प्रणाली और acupoint नक्शा मूषक में पुष्टि की है। इसलिए, कृन्तकों में इसी acupoints के स्थानीयकरण रिश्तेदार संरचनात्मक स्थान के अनुसार चुना गया है। उदाहरण के लिए, Fengchi acupoints (जीबी 20) कर रहे हैंमस्कुलस sternocleidomastoideus के ऊपरी हिस्से और मनुष्यों में मस्कुलस trapezius के बीच अवसाद में स्थित है। हम कृन्तकों में संबंधित संरचनात्मक स्थान पाया और आगे कम त्वचा प्रतिबाधा को मापने के द्वारा यह पुष्टि की। एक acupoint का मुक़ाबला आसपास त्वचा की तुलना में कम है। दूसरा मुद्दा कैसे एक्यूपंक्चर खुराक प्रयोग के दौरान नियंत्रित कर रहे है। मैनुअल एक्यूपंक्चर प्रयोग के लिए इस्तेमाल किया जाता है, हिल सुई के हेरफेर हर हेरफेर के लिए एक ही रास्ते में ही अनुसंधानकर्ता द्वारा किया जाना चाहिए। यह एक्यूपंक्चर मात्रा को नियंत्रित करने के लिए अगर ईए, लागू होता है के रूप में ईए एक सुसंगत उत्तेजना आवृत्ति और तीव्रता वर्तमान सुनिश्चित करता है आसान होगा। इसके अलावा, पीड़ानाश में, ईए मैनुअल एक्यूपंक्चर 16 से अधिक प्रभावशीलता को दर्शाती है। हालांकि, मैनुअल एक्यूपंक्चर और ईए ही acupoint पर कम आवृत्ति और उच्च आवृत्ति उत्तेजना के साथ अलग मस्तिष्क क्षेत्रों में 17 सक्रिय कर सकते हैं, विभिन्न underly संकेत हो सकता है जोतंत्र हैैं।

सारांश में, इस पत्र चूहों और चूहों में कई रासायनिक प्रेरित मिरगी मॉडल, फोकल टीएलई, सामान्यीकृत मिर्गी, एसई, और अनायास और खरीदे सामान्यीकृत मिर्गी सहित दर्शाता है। हम यह भी चूहों में पारंपरिक और तेजी से बिजली-जलना मिरगी मॉडल की स्थापना की। अगर पाठकों बिजली-जलना मॉडल में रुचि रखते हैं, संदर्भ 4 के लिए कृपया देखें और 5. हम भी चूहों और चूहों में सोने-जगने गतिविधि का विश्लेषण करने के लिए मानदंडों को प्रदान करते हैं। मिरगी गतिविधि और सोने पर ईए के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए, हम चूहों में संबंधित acupoints स्थानीय बनाना कैसे और कैसे एक्यूपंक्चर प्रदर्शन करने के लिए, और हम भी कुछ प्रतिनिधि परिणाम पेश मिर्गी और मिर्गी-प्रेरित नींद अवरोधों पर ईए के प्रभाव को प्रदर्शित करने के लिए का वर्णन ।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Drugs
Zoletil Virbac 50 mg/kg i.p.
pilocarpine Sigma-Aldrich P6503 300 mg/kg i.p.; 1.2 mg microinjection
PTZ Sigma-Aldrich P6500 0.035 mg/mouse
polysporin Pfizer
Surgery
ECoG electrode Plastics One E363/20 screw electrode for rats
Pedestal Plastics One MS363
Cannula Plastics One C315G/spc
Thermistor Omega Engineering 44008
Dental acrylic Tempron
Stereotaxic Instrument Stoelting Dural arms
Recording equipments
ECoG amplifier Colbourn Instruments V75-01
A/D Board National Instruments NI PCI-6033E
Infrared-based motion detectors Biobserve GmbH custom-made
ICELUS G-System
AxoScope 10 Software Molecular Devices
Acupuncture needs
Stainless needles Shanghai Yanglong Medical Articles Co. 32 gauge x 1”
Functions Electrical Stimulator I.T.O., Japan Trio 300
AcuPen Lhasa OMS Pointer Excel II

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References

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व्यवहार अंक 118 एक्यूपंक्चर electrocorticogram (ECoG) मिर्गी मॉडल नींद stereotaxic सर्जरी चूहे चूहे
चूहे और एक्यूपंक्चर द्वारा चूहों में epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) के हेरफेर और नींद
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Yi, P. L., Jou, S. B., Wu, Y. J., Chang, F. C. Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture. J. Vis. Exp. (118), e54896, doi:10.3791/54896 (2016).

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