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Neuroscience

Γ-aminobutyric एसिड (GABA) मिरगी फोकस में इलेक्ट्रोफोरेटिक प्रसव चूहों में बरामदगी से बचाता है

Published: May 16, 2019 doi: 10.3791/59268
Automatic Translation
*1,5, *2,3, 1,4, 2,3, 1,5
1Aix Marseille Université, Institut de Neurosciences des Systèmes (INS), 2Electrical Engineering Division, University of Cambridge, 3Department of Bioelectronics, Centre Microélectronique de Provence - Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne (CMP-EMSE), 4Institut de Neurosciences de la Timone, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7289 & Aix- Marseille Université, 5Neuroengineering Research Group, Interdisciplinary Excellence Center, Department of Medical Microbiology and Immunobiology, University of Szeged
* These authors contributed equally

Summary

मिर्गी अनुसंधान की चुनौती रोगियों के लिए उपन्यास उपचार विकसित करना है जहां शास्त्रीय चिकित्सा अपर्याप्त है । एक नए प्रोटोकॉल का उपयोग करना-एक implantable दवा वितरण प्रणाली की मदद से-हम मिरगी ध्यान में गाबा की electrophoretic प्रसव के द्वारा निश्चेय चूहों में बरामदगी को नियंत्रित करने में सक्षम हैं ।

Abstract

मिर्गी मस्तिष्क संबंधी विकारों का एक समूह है जो दुनिया भर में लाखों लोगों को प्रभावित करता है । हालांकि दवा के साथ उपचार मामलों के ७०% में सहायक है, गंभीर साइड इफेक्ट रोगियों के जीवन की गुणवत्ता को प्रभावित । इसके अलावा, मिर्गी के रोगियों की एक उच्च प्रतिशत दवा प्रतिरोधी रहे हैं; उनके मामले में, न्यूरोसर्जरी या neuroउद्दीपन आवश्यक हैं । इसलिए मिर्गी अनुसंधान का प्रमुख लक्ष्य नए उपचारों की खोज करना है जो या तो बिना दुष्प्रभाव के इलाज करने में सक्षम हैं या फिर दवा प्रतिरोधी रोगियों में आवर्ती बरामदगी को रोक रहे हैं । Neuroengineering नई रणनीतियों और प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने के लिए जोखिम में मिरगी रोगियों के इलाज के लिए बेहतर समाधान खोजने के द्वारा नए दृष्टिकोण प्रदान करता है ।

मिर्गी के एक तीव्र माउस मॉडल में एक उपंयास प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल के प्रदर्शन के रूप में, एक प्रत्यक्ष स्वस्थाने इलेक्ट्रोफोरेटिक दवा वितरण प्रणाली का उपयोग किया जाता है । अर्थात्, एक तंत्रिका जांच के लिए एक microfluidic आयन पंप शामिल (μFIP) पर मांग दवा वितरण और एक साथ स्थानीय तंत्रिका गतिविधि की रिकॉर्डिंग प्रत्यारोपित और करने के लिए नियंत्रित करने में सक्षम होने का प्रदर्शन 4-aminopyridine प्रेरित (4AP-प्रेरित) जब्ती की तरह इवेंट (SLE) गतिविधि । Γ-aminobutyric एसिड (GABA) एकाग्रता के सटीक नियंत्रण गाबा प्रसव के द्वारा शारीरिक सीमा में रखा जाता है जब्ती ध्यान में एक antiepileptic प्रभाव तक पहुँचने के लिए लेकिन overinhibition प्रेरित प्रतिक्षेप फटने का कारण नहीं. विधि रोग गतिविधि और हस्तक्षेप के दोनों का पता लगाने के लिए सटीक spatiotemporal नियंत्रण के साथ मिरगी ध्यान केंद्रित करने के लिए सीधे निरोधात्मक ंयूरोट्रांसमीटर पहुंचाने के द्वारा दौरे को रोकने के लिए अनुमति देता है ।

प्रयोगात्मक विधि के विकास का एक परिणाम के रूप में, SLEs एक उच्च स्थानीयकृत तरीके कि जब्ती शुरुआत में ठीक देखते गाबा प्रसव द्वारा जब्ती नियंत्रण की अनुमति देता में प्रेरित किया जा सकता है ।

Introduction

मिरगी चौथा सबसे आम तंत्रिका संबंधी विकार है: लगभग 1% आबादी मिर्गी से ग्रस्त है, और लगभग एक तिहाई प्रभावित आवर्ती दौरे होते हैं । ज्यादातर मामलों में, बरामदगी दवा के साथ नियंत्रित किया जा सकता है । हालांकि, दवा उपचार के लिए हर रोगी व्यक्तिगत रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए, जहां उचित खुराक साल1,2खोजने के लिए ले जा सकते हैं । इसके अतिरिक्त, दवा के सबसे गंभीर साइड इफेक्ट है कि जीवन3,4,5,6,7की गुणवत्ता को कम किया है । अंत में, मामलों रोगियों के 30% में दवा के लिए प्रतिरोधी रहे हैं, और एक निरंतर एक जब्ती जनरेटर locus के मामले में, केवल प्रतिच्छेदन न्यूरोसर्जरी8बरामदगी की घटना attenuate कर सकते हैं । इसलिए, आधुनिक मिर्गी अनुसंधान में एक प्रमुख पहल के लिए नई रणनीति है जो जोखिम में रोगियों में बारंबार बरामदगी को रोकने के लिए, जबकि मजबूत दवा चिकित्सा और आक्रामक resective सर्जरी की आवश्यकता को कम कर सकते है की खोज है ।

मिर्गी के दौरे तब होते हैं जब उत्तेजना और निरोधात्मक सर्किट के भीतर एक असंतुलन होता है या तो दिमाग (सामान्यीकृत मिर्गी) भर में या मस्तिष्क के एक स्थानीयकृत भाग में (फोकल मिर्गी), इस तरह कि एक असामान्य फैशन में ंयूरॉंस निर्वहन9 , 10 , 11. antiepileptic दवाओं जब्ती की रोकथाम में दो विभिंन तरीकों से कार्य कर सकते हैं: या तो उत्तेजना कम या वृद्धि निषेध12। विशेष रूप से, वे या तो कोशिका झिल्ली13 में आयन चैनल को प्रभावित करके न्यूरोनल कोशिकाओं के विद्युत गतिविधि को संशोधित या निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर गाबा या उत्तेजक को प्रभावित करके न्यूरॉन्स के बीच रासायनिक संचरण पर कार्य कर सकते हैं 14,15synapses में ग्लूटामेट । कुछ दवाओं के लिए, कार्रवाई की विधा अज्ञात18है । इसके अलावा, दवा उपचार रोगियों पर एक निरंतर प्रभाव है और बरामदगी की व्यापकता गतिशीलता के लिए अनुकूल नहीं कर सकते । आदर्श रूप में, कार्रवाई के विशिष्ट तंत्र के साथ दवाओं अंतर्निहित मिरगी प्रक्रियाओं पर कार्य करेगा । एक इष्टतम उपचार मस्तिष्क interictally स्पर्श नहीं है लेकिन तुरंत कार्रवाई जब एक जब्ती का विकास शुरू होगा । इसके विपरीत, मिर्गी के सभी मामलों में, दवा अब एक व्यवस्थित उपचार का मतलब है, पूरे मस्तिष्क और रोगी के पूरे शरीर को प्रभावित9.

मिरगी के दौरे प्रारंभिक अपमान जैसे ब्रेन ट्रॉमा के कई साल बाद दिखाई दे सकते हैं । प्रारंभिक अपमान और पहली सहज बरामदगी की घटना के बीच की अवधि काफी आणविक और सेलुलर reorganizations द्वारा विशेषता है, न्यूरोनल नेटवर्क कनेक्शन और axonal के लापता होने के साथ न्यूरोनल मौत सहित नए कनेक्शन19,20,21की उपस्थिति के साथ अंकुरण/neosynaptogenesis । एक बार दौरे आवर्ती हो, उनकी आवृत्ति और गंभीरता को बढ़ाने के लिए करते हैं, और अधिक मस्तिष्क क्षेत्रों को शामिल । यह महत्वपूर्ण है के रूप में जब्ती उत्पत्ति और प्रचार के नियमों को अलग हो सकता है, प्रसार नेटवर्क से जब्ती शुरुआत (मिरगाजेनिक क्षेत्रों) के स्थलों में भेद करने के लिए । मानव ऊतक और मिर्गी के प्रयोगात्मक मॉडलों पर किए गए शोध में सर्किट के पुनर्गठन और बरामदगी के लिए उनकी क्षमता के बारे में महत्वपूर्ण डेटा प्रदान की गई है20,21,22, 23. तथापि, यह निर्धारित करना कठिन है कि क्या ये पुनर्संगठन अनुकूलनीय प्रतिक्रियाएं हैं या क्या वे मिर्गी जनित या जब्ती उत्पत्ति और संचरण12से संबंधित हैं ।

इसलिए, मिर्गी के फोकस को रेखांकित करना और स्थानीय स्तर पर मिर्गी के साथ एंटीमिरगी दवाओं को लागू करना समकालीन मिरगी अनुसंधान में मुख्य चुनौतियों में से एक है । मिर्गी के पशु मॉडल का उपयोग कर कई प्रयोगों और कुछ नैदानिक अध्ययन जब्ती की घटनाओं की शुरुआत खोजने के लिए और मस्तिष्क24,25,26,27में अंतर्निहित तंत्र को परिभाषित करने के उद्देश्य से. यह अंत करने के लिए, हम एक नया प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल विकसित 4ap-प्रेरित मिर्गी मॉडल का उपयोग कर28,29,30,31 एक तीव्र माउस तैयारी में है, जो तीन की सटीक प्रविष्टि की अनुमति देता है हिप्पोकैम्पस के दिए गए क्षेत्र में उपकरण, जहां विवो में नेटवर्क गतिविधि एक अत्यधिक स्थानीयकृत तरीके से हेरफेर है । एक गिलास micropipette द्वारा स्थानीयकृत 4AP इंजेक्शन हिप्पोकैम्पस में एक स्थानीयकृत स्थान में मिर्गी के लिए प्रेरित करने में मदद करता है, जबकि उपन्यास बहुलक-आधारित μFIP जांच की मदद से जब्ती गतिविधि के नियंत्रण न्यूरोनल रिकॉर्डिंग द्वारा एक साथ प्राप्त की है डिवाइस की रिकॉर्डिंग साइटों के साथ विद्युत गतिविधि. Hippocampal स्थानीय क्षेत्र गतिविधि भी एक मल्टीचैनल सिलिकॉन जांच के साथ प्रांतस्था में एक परत विशेष तरीके से और हिप्पोकैम्पस में एक साथ नजर रखी है ।

हाल ही में आविष्कार μFIP जांच एक आयन एक्सचेंज झिल्ली (आईईएम) और बाहर के आसपास के ऊतकों के लिए एक microfluidic चैनल में संग्रहित चार्ज दवाओं पुश करने के लिए एक लागू बिजली के क्षेत्र का उपयोग करके काम करते हैं (चित्रा 1). Iem चुनिंदा आयन के केवल एक प्रकार (कटियन या anion) परिवहन और, इस प्रकार, के लिए "बंद" राज्य और उपकरण में आसपास के ऊतकों से oppositely चार्ज प्रजातियों के परिवहन में दोनों निष्क्रिय प्रसार सीमा काम करता है । विद्युत क्षेत्र मांग पर एक छोटे वोल्टेज (< 1 V) लागू करने के माध्यम से बनाया गया है स्रोत इलेक्ट्रोड जो microfluidic चैनल के लिए आंतरिक है और एक लक्ष्य इलेक्ट्रोड जो डिवाइस के लिए बाहरी है (इस मामले में, सिर पेंच पशु मॉडल पर). दवा वितरण की दर लागू वोल्टेज और स्रोत और लक्ष्य इलेक्ट्रोड के बीच मापा वर्तमान के लिए आनुपातिक है । दवा वितरण की सटीक तुकनीयता μFIP के प्राथमिक लाभों में से एक है । एक अंय महत्वपूर्ण लाभ, fluidic या दबाव आधारित दवा वितरण प्रणाली की तुलना में, यह है कि μFIP में केवल दवा वितरण आउटलेट में एक नगण्य दबाव वृद्धि है के रूप में ड्रग्स IEM भर में उनके वाहक समाधान के बिना वितरित कर रहे हैं ।

वहां गाबा के निष्क्रिय लीक की एक छोटी राशि है जब μFIP "बंद" है, लेकिन यह प्रभाव नहीं SLEs पाया गया था । ΜFIP कस्टम-पारंपरिक microfabrication तरीकों कि हम पहले31की सूचना के बाद बनाया है ।

आवर्तक बरामदगी को रोकने का एक तरीका के बाद से बहुत शुरुआत में या यहां तक कि पहले जब्ती घटना से पहले नेटवर्क निर्वहन की नाकाबंदी है, मिर्गी ध्यान में निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर गाबा देने के लिए प्रस्तुत विधि महान है फोकल मिर्गी के साथ रोगियों में जब्ती नियंत्रण के लिए चिकित्सीय क्षमता । गाबा के बाद से एक अंतर्जात सब्सट्रेट है, यह शारीरिक सांद्रता में अपरिवर्तित आंतरिक न्यूरोनल गुण छोड़ता है. गाबा के निम्न स्तर के स्थानीय आवेदन केवल स्वाभाविक रूप से निषेध करने के लिए उत्तरदायी कोशिकाओं को प्रभावित करेगा, और केवल शारीरिक निषेध करने के लिए इसी तरह के प्रभाव का कारण होगा, गहरी मस्तिष्क उत्तेजना के विपरीत (DBS), जो सभी कोशिकाओं उत्तेजक द्वारा अविशिष्ट कार्रवाई की है अपने वातावरण में न्यूरोनल नेटवर्क के, दोनों उत्तेजना और निषेध शामिल एक मिश्रित प्रतिक्रिया के कारण । अंत में, प्रस्तावित विधि डीबीएस की तुलना में जब्ती नियंत्रण के लिए एक अधिक विशिष्ट दृष्टिकोण प्रदान करता है ।

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Protocol

सभी प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं Institut de Neuroसाइंसेस डेस Systèmes के नैतिक दिशा निर्देशों के अनुसार प्रदर्शन किया और स्थानीय नैतिक समितियों और पशु चिकित्सा कार्यालयों द्वारा अनुमोदित किए गए ।

नोट: प्रयोगों के लिए सत्रह वयस्क नर OF1 चूहों का प्रयोग किया गया । चूहों एक 12 h प्रकाश के लिए entrained थे/() भोजन और पानी उपलब्ध विज्ञापन libitum के साथ अंधेरे चक्र ।

1. संज्ञाहरण

  1. जानवर को संवेदनीकरण करने के लिए intraperitoneally केटामाइन और xylazine के मिश्रण (१०० मिलीग्राम/किग्रा शरीर के वजन और 10 मिलीग्राम/
  2. श्वसन दर और व्हिस्की और दर्द के लिए माउस की प्रतिक्रिया की जाँच करके देख कर संज्ञाहरण के स्तर की जाँच करें ।
    नोट:     जब माउस के श्वास नियमित रूप से हो जाता है, कोई व्हिस्की देखा जा सकता है, और जानवर पूंछ pinches के लिए प्रतिक्रिया नहीं है, संज्ञाहरण काफी गहरी जारी रखने के लिए है ।
    1. एक विद्युत प्रोग्रामयोग्य हीटिंग पैड पर जानवर प्लेस । एक पेट्रोलियम जेली आधारित उत्पाद के साथ गुदा तापमान जांच कवर ( सामग्री की मेजदेखें) और यह धीरे मलाशय में जगह (1-2 सेमी गहरी) अपने शरीर के तापमान पर नजर रखने के लिए माउस के. शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं और प्रयोगात्मक रिकॉर्डिंग के दौरान ३६.५ और ३७.५ डिग्री सेल्सियस के बीच एक शरीर का तापमान बनाए रखें ।
    2. माउस की सजगता, मूंछ आंदोलनों, और साँस लेने की इसकी आवृत्ति की जाँच करके संज्ञाहरण स्तर की निगरानी । खाते में संज्ञाहरण के स्तर पर कम से हर 30 मिनट दर्ज लेने, एक ketamine-xylazine कॉकटेल की एक छोटी खुराक दे (20-50 μL, एक ही एकाग्रता पहले के रूप में इस्तेमाल किया) intramuscularly ।

2. सर्जरी/

  1. माउस के सिर को स्टीर्टटैक्निक फ्रेम में फिक्स करें । एक 30 ग्राम सुई का प्रयोग, स्थानीय एनाल्जेसिक ropivacaine सुई (5 μL, ७.५ मिलीग्राम/एमएल, सामग्री की तालिकादेखें) की योजना बनाई चीरा साइट इसे प्रभावी करने के लिए 5 मिनट की अनुमति दें ।
  2. एक स्केलपेल के साथ खोपड़ी के ऊपर त्वचा में एक सीधी कटौती मिडलाइन बनाओ । धीरे ठीक संदंश के साथ पक्षों की ओर त्वचा खींचने के लिए और इसे अलग से बुलडॉग serrefine clamps के साथ दबाना खोपड़ी छोड़ने के लिए आगे काम के लिए उजागर ।
  3. एक स्केलपेल या किसी भी इसी तरह के उपकरण के साथ प्रावरणी की खोपड़ी साफ । सतही रक्तस्राव के मामले में, कपास झाड़ू या कागज तौलिया के छोटे टुकड़े के साथ रक्त को हटा दें ।
  4. एक पाली (3, 4-ethylenedioxythiophene) पॉलीस्टाइरीन सल्फोनेट (PEDOT: PSS)-लेपित जमीन पेंच (आकार: #00, व्यास: ०.०४७ में, लंबाई: 1/8, सामग्री तालिकादेखें) एक soldered तार के साथ और यह प्रवर्धक headstage के लिए एक संबंधक के साथ कनेक्ट ।
  5. वांछित छेद साइट पर खोपड़ी गीला और उच्च गति पर एक छेद ड्रिल एक ठीक का उपयोग, दौर ड्रिल बिट (एक ०.४ मिमी व्यास के साथ) सेरिबैलम ऊपर खोपड़ी पर जब तक दउरा दिखाई देता है । छेद में जमीन पेंच रखो और यह एक परिशुद्धता पेचकश के साथ में पेंच जब तक यह सेरिबैलम के शीर्ष तक पहुंचता है।
    नोट: सिर पेंच एक PEDOT के साथ डुबकी-लेपित: PSS समाधान 1% 3-glycidyloxypropyl युक्त) trimethoxysilane (GOPS) द्वारा वजन १४० डिग्री सेल्सियस पर बेकिंग के बाद ९० मिनट के लिए. PEDOT: PSS एक संयुग्मित बहुलक है, जो जैवसंगत होने के लिए जाना जाता है । Gops एक क्रॉस-linker pedot के साथ मिश्रित है: PSS जलीय मीडिया में स्थिरता बढ़ाने के लिए (चित्रा 2) ।
  6. Stereotaxic फ्रेम की मदद से, वांछित मस्तिष्क क्षेत्र के लिए stereotaxic निर्देशांक उपाय. उदाहरण के लिए, ब्याज के क्षेत्र हिप्पोकैम्पस, anteroposterआईओआर (एपी)-१.८ मिमी और mediolateral (एमएल) १.८ मिमी चूहों के लिए मस्तिष्क एटलस पर आधारित Bregma बिंदु से३२.
    नोट: ये दाएँ गोलार्द्ध के लिए निर्देशांक हैं (चित्र 2).
  7. एक विश्वसनीय दंत ड्रिल का उपयोग कर लक्ष्य क्षेत्र के ऊपर खोपड़ी के एक लगभग 1 से 2 मिमी व्यास क्षेत्र पतली, एक पतली, अच्छी तरह से पॉलिश, पारदर्शी हड्डी झिल्ली रहता है जब तक एक तेज गति से सेट ( सामग्री की तालिकादेखें) ।
  8. फिर, यदि अस्थि झिल्ली की मोटाई काफी पतली है (< 200 μm), पतले संदंश के साथ एक छोटा सा छेद बनाने और धीरे से हड्डी३३की पतली परत को दूर । ड्यूरा निकालने के लिए कस्टम मेड हुक-इत्तला वाली सुई का इस्तेमाल करें । Edemas के विकास को रोकने के लिए craniotomy और durotomy के आकार को कम करने और हृदय और/
    नोट: कपाल-छेदन को सूखने से रोकने के लिए लवणीय विलयन की एक छोटी बूंद से भरा जाना चाहिए और फिर प्रयोग के दौरान नियमित रूप से पुन: भरा जाना चाहिए (चित्र 2) ।

3. मल्टीचैनल सिलिकॉन प्रोब की प्रविष्टि

  1. एक मामूली एपी कोण (20 डिग्री) सिलिकॉन जांच के लिए अन्य दो प्रत्यारोपण की स्थिति के लिए पर्याप्त स्थान छोड़ने के लिए और रिकॉर्डिंग और इलेक्ट्रोड, आयन पंप, और micropipette के इंजेक्शन साइटों के रूप में संभव के रूप में बंद करने के लिए में stereotaxic हथियारों का उपयोग करें.
    नोट: इलेक्ट्रोड, सीरिंज, और आयन पंपों dii दाग समाधान की एक बूंद के साथ कवर किया गया (1, (०.५ मिलीग्राम/एमएल dii डाइमिथाइल सल्फॉक्साइड में)-1 ' डायाडोडेसिल-3, 3, 3 ', 3 '-tetramethylindocarbocyanine परक्लोरेट [dii]), के बाद के अस्थायी दृश्य के लिए ।
  2. एक चुंबकीय धारक से जुड़ी स्टीटकटैक्टिक बांह पर सिलिकॉन प्रोब रखें और उसे स्टीरूटिक फ्रेम के बगल में रखें । एपी कोण (20 °) सेट करें, और उसके बाद जांच headstage के लिए और जमीन पेंच से कनेक्ट करें ।
  3. धीरे से हिप्पोकैम्पस में सिलिकॉन जांच कम माइक्रोन की मदद से-सटीक stereotaxic बांह या एक motorized micromanipulator पार्श्व आंदोलनों से बचने के लिए (चित्रा 2 और चित्रा 3).
    1. रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर और रिकॉर्ड शुरू-headstage के साथ, कनेक्टेड एम्पलीफायर, और एक कंप्यूटर-बिजली न्यूरोनल संकेतों जबकि मल्टीचैनल सिलिकॉन जांच प्रांतस्था के शीर्ष से ले जा रहा है जब तक लक्षित पृष् ठाधर (डीवी) स्थिति तक पहुंच गया है (- कॉर्टिकल सतह से १,८०० μm) । रिकॉर्ड और कंप्यूटर स्क्रीन पर प्रवेश के दौरान स्थानीय क्षेत्र संभावित संकेत (LFP) देखो ।
      नोट: जांच के वंश को नियंत्रित करें ताकि यह धीमी गति से और लगातार बढ़ रहा है, जबकि रिकॉर्डिंग, प्रवेश के लिए बेहतर दृश्य नियंत्रण और लक्ष्य क्षेत्र तक पहुंचने के लिए है ।
    2. लक्ष्य क्षेत्र के एक मार्कर के रूप में दर्ज LFP में हिप्पोकैप्पल गठन के पिरामिड परत में लहर गतिविधि का प्रयोग करें ।
      नोट: लहर गतिविधि रिकॉर्डिंग साइटों के बीच एक १०० μm दूरी वाले मल्टीचैनल सिलिकॉन (Si) जांच के एक या दो पड़ोसी चैनलों पर दिखाई देता है (चित्रा 4).
    3. मल्टीचैनल एम्पलीफायर सॉफ्टवेयर के माध्यम से कॉर्टेक्स और हिप्पोकैम्पस की परतों से एक साथ रिकॉर्ड lfp संकेतों ( सामग्री तालिकादेखें) मल्टीचैनल सी जांच की मदद से (चित्रा 4).

4. μFIP की प्रविष्टि

  1. ट्यूबों कनेक्ट ( सामग्री की तालिकादेखें) μfip के प्रवेश करने के लिए और ०.०५ एम गाबा समाधान के साथ जांच भरें । ट्यूब्स निकालें और पैराफिन फिल्म रैपिंग के साथ इनलेट को बंद करें । विद्युत स्रोत मापन इकाई के लिए लीड कनेक्ट करें ।
  2. एक mediolateral (मध्य प्रदेश) कोण (20 °) पर stereotaxic बांह की मदद से μFIP डालें । इस पूरी प्रक्रिया के दौरान एसआई की जांच डाली जाती है ।
    नोट: μfip बहुत लचीला है और यह सीधे रखने के लिए जब तक यह मस्तिष्क की सतह तक पहुंचता है एक छोटे और साफ तूलिका के समर्थन से लाभ हो सकता है । उस कदम के बाद, μFIP धीरे अक्षीय आंदोलनों के साथ कम किया जा सकता है ।
  3. अक्षीय आंदोलनों के साथ धीरे से μfip कम है और यह प्रक्षेपवक्र के दौरान कभी नहीं झुकने जब तक यह डोर्सोवेन्ट्रल (डीवी) निर्देशांक (वल्कुट सतह से १,२०० μm) तक पहुंचता है ।
    नोट: ΜFIP टिप से आउटलेट की ३०० μm दूरी को ध्यान में रखते हुए, संभव के रूप में एक दूसरे के करीब के रूप में दो उपकरणों (μFIP और सिलिकॉन प्रोब) डाल करने के लिए प्रयास करें ।
    चेतावनी: संमिलन के दौरान डिवाइसेज़ और उनके कनेक्टर्स के बीच किसी भी यांत्रिक समस्या से बचें (चित्र 2b और चित्र 3b) ।

5. जब्ती प्रेरण के लिए उपकरणों की तैयारी

  1. सिरिंज (10 μL) ( सामग्री की तालिकादेखें) की धातु सुई बदलें । सुई पकड़ धातु भाग निकालें, जगह और micropipette (बाहरी व्यास [आयुध डिपो]: १.२ मिमी, भीतरी व्यास [आईडी]: ०.७५ मिमी, टिप व्यास: 20-50 μm ± के साथ ०.५ सेमी के साथ हल), और फिर सुई धारण तत्व की जगह ।
  2. सिरिंज और संलग्न बोरोसिलिकेट माइक्रोपिपेट को 4AP (कृत्रिम मस्तिष्कमेरु द्रव में ५० मिमी [एसीएसएफ]) के इंजेक्शन के लिए 20 डिग्री lateromedial (LM) कोण पर रखें ।
    चेतावनी: सिरिंज की धातु की सुई या माइक्रोपिपेट को ५० μm से बड़ा टिप के साथ प्रयोग न करें ।
  3. एक स्वचालित microinjection पंप की मदद से ५० मिमी 4AP के ५०० nL-1 μL ड्रा ।

6. ग्लास Pipette 4AP इंजेक्शन के लिए एक सिरिंज से जुड़े की प्रविष्टि

  1. कम ग्लास micropipette उद्देश्य डीवी स्थिति (-१,५०० μm) के लिए सिरिंज से जुड़ी है, और फिर 4AP समाधान के २५० nL इंजेक्षन (चित्रा 2 और 3 चित्रा) । रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर के साथ रिकॉर्डिंग शुरू करते हैं । स्क्रीन देखो और पहले interictal स्पाइक के लिए प्रकट करने के लिए प्रतीक्षा करें ।
  2. पहले interictal स्पाइक की उपस्थिति के साथ तत्काल μFIP द्वारा GABA वितरण प्रारंभ करें । १०० एस के लिए स्रोत और लक्ष्य के बीच 1 V लागू करने से गाबा उद्धार 1 एस बंद के बाद, 30 चक्रों के लिए. रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर की मदद के साथ, 2 एच की एक ंयूनतम के लिए रिकॉर्ड ।
    नोट: दिया गाबा का कुल द्रव्यमान लगभग 1 nmol (चित्रा 5) है ।
  3. प्रयोग के अंत में, डाले गए प्रोब्स और जमीन के स्क्रू को धीरे से निकालें, और स्टीरिटाटैक्सिक उपकरण से जानवर को हटा दें । पशुओं को औषधि की अधिक मात्रा (आई पी 100mg/kg पेंटोबार्बिटल) का उपयोग करके euthanized किया गया । श्वास और परिसंचरण की समाप्ति से मृत्यु की पुष्टि हुई ।

7. प्रत्यारोपण के प्लेसमेंट का मूल्यांकन

  1. पशु euthanizing के बाद, यह perfscardially, पहले ५० एमएल नमकीन के साथ और फिर १५० मिलीलीटर एक बर्फ के साथ ठंडा लगानेवाला समाधान ०.१ मीटर फॉस्फेट बफर (पीबी)३४में 4% पैराफार्मलेडिहाइड (पीएफए) युक्त ।
    चेतावनी: खाद्य अपमिश्रण निवारण (पीएफए) खतरनाक है और इसे सावधानी से निपटाया जाना चाहिए ।
  2. पशु decapitate, और फिर त्वचा और खोपड़ी के ऊपर और पक्षों से मांसपेशियों को हटा दें । रंध्र मैग्नम से शुरू, मस्तिष्क को नुकसान नहीं करने के लिए बहुत ध्यान रखना, कान की ओर खोपड़ी में पार्श्व चीरों और एक मिताधारी मिडलाइन चीरा बनाते हैं । धीरे से खोपड़ी को बोन ट्रिमर से निकाल लें । मस्तिष्क को निकालें, और फिर ब्याज के क्षेत्र से एक ऊतक ब्लॉक में कटौती (Bregma बिंदु से,-1 से-3 मिमी एपी) एक मस्तिष्क मैट्रिक्स की मदद से ( सामग्री की तालिकादेखें).
  3. एक vibratome के नमूना धारक के लिए ऊतक ब्लॉक गोंद, यह स्टैंड में डाल दिया, और एक पंजाब स्नान में ४० μm मोटाई ४० μm किरीटी वर्गों बनाने के लिए vibratome सेट ।
  4. ०.१ एम पीबी के साथ बड़े पैमाने पर धोएं । Glial तंतुक अंलीय प्रोटीन के लिए ऊतकीय प्रोटोकॉल का पालन करें (gfap) धुंधला31।
  5. स्लाइड् स पर अनुभागों को माउंट करें और उंहें एक बढ़ते हुए मध्यम से ढक दें जिसमें 2-(4-ऐमिडिनोफेनिल)-1H-इंडोडोल-6-कार्बोक्सिमेडीन (DAPI) ( सामग्रियों की तालिकादेखें) ।

8. confocal माइक्रोस्कोपी

  1. एक संनाभि माइक्रोस्कोप के 20x उद्देश्य के तहत दाग किरीटी वर्गों के साथ स्लाइड प्लेस । लक्ष्य क्षेत्र का चयन करें ।
  2. रंगों के लिए इष्टतम उत्तेजना और उत्सर्जन (exc/ईएमएस) फिल्टर सेट का चयन निम्नानुसार: DAPI = 358/461 एनएम, DiI = 551/569 एनएम, और fluorescein ( सामग्री की तालिकादेखें) = 490/525 एनएम ।
    नोट: प्रत्येक खंड के लिए न्यूनतम और अधिकतम उत्तेजना और पता लगाने के लिए निर्धारित किया जाना चाहिए, जहां कम घने और सबसे घने क्षेत्रों दोनों उत्सर्जन दिखाते हैं ।
  3. सबसे कम सघन क्षेत्र चुनें और उच्च मूल्यों के लिए लेजर तीव्रता और पता लगाने सेट, और फिर densest क्षेत्रों में सत्यापित करें कि इन मूल्यों का पता चला उत्सर्जन की oversaturation का कारण । यदि ऐसा है, तो मान कम करें और उन्हें कम घने क्षेत्र के साथ फिर से जांचें । कम धुंधला स्तर पर उच्चतम संभव पता लगाने और उचित, अत्यधिक दाग क्षेत्रों में नहीं oversaturated स्तर पर पहुंचने तक इन चरणों iterate । सभी रंगों के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएं ।
  4. ५१२ x ५१२ पिक्सल प्रति टाइल के साथ माइक्रोस्कोप के टाइल स्कैन समारोह का उपयोग करने के लिए एक पर्याप्त संकल्प के साथ पोस्ट हॉक प्रसंस्करण के साथ जांच प्रविष्टि साइटों की एक बड़ी सिंहावलोकन प्राप्त करते हैं ।

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Representative Results

यहां प्रस्तुत की प्रक्रिया का उपयोग कर संवेदनीकृत चूहों में एक 4AP मिर्गी मॉडल के साथ, मिर्गी के दौरे के नियंत्रण मिरगी ध्यान में प्राप्त किया जा सकता है । प्रत्यारोपण के सटीक स्थानीयकरण (चित्रा 2) हिप्पोकैम्पस स्थानीय क्षेत्र की क्षमता (lfps, चित्रा 4) रिकॉर्ड करने के लिए, छोटे हिप्पोकैम्पस बरामदगी के लिए प्रेरित करने और जब्ती शुरुआत में गाबा उद्धार करने के लिए मदद की । प्रत्यारोपण के स्थानीयकरण पोस्ट हॉक प्रोटोकॉल द्वारा प्रत्येक प्रयोग के बाद सत्यापित किया गया था (चित्रा 3) ।

मामले में जब SLEs केवल हिप्पोकैम्पस में मौजूद थे, मिर्गी गतिविधि पूर्ण नियंत्रण में डाल दिया गया था । चित्रा 5 के एक प्रतिनिधि उदाहरण से पता चलता है जब sles उपंयास न्यूरोनल जांच एक μfip शामिल द्वारा गाबा की डिलीवरी के साथ रोका जा सकता है । जब 4AP को एक बड़े क्षेत्र में या प्रांतस्था के शीर्ष पर इंजेक्ट किया गया, मिरगी के दौरे सामान्यीकृत हो गए, तो दिया गाबा को मिर्गी के दौरे की सीमा को संशोधित करने में सक्षम नहीं था (चित्रा 6). सोडियम आयनों के वितरण के 4AP प्रेरित गतिविधि पर एक उल्लेखनीय प्रभाव नहीं था (चित्रा 7) ।

Figure 1
चित्रा 1: μFIP प्रोब का अवलोकन. योजनाबद्ध दृश्य और वास्तविक आकार μFIP प्रोब. (क) एक μFIP जांच के प्रत्यारोपित अंत की योजनाबद्ध प्राथमिक सुविधाओं को दर्शाता है । (ख) सुई की तरह प्रत्यारोपित अंत की ओर इशारा करते हुए एक μFIP जांच की तस्वीर । लाल ब्लॉक fluidic कनेक्शन के लिए है । स्केल पट्टी = 1 सेमी । (ग) आईईएम के बिना एक μFIP प्रोब टिप की माइक्रोस्कोप छवि । स्केल पट्टी = १०० μm । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: Cranio-दुरोच्छेदन और माउस मस्तिष्क में प्रत्यारोपण का स्थानीयकरण. (क) शल्य चिकित्सा, craniotomy, और माउस मस्तिष्क में प्रत्यारोपण के लक्ष्य के योजनाबद्ध दृश्य । (ख) तीन युक्तियों के रोपण के लिए स्टीरोटैक्निक निर्देशांकों और कोणों का प्रयोग किया है । μFIP = 20 ° mediolateral (एमएल),-१,२०० μm डीवी (हरा) । मल्टीचैनल सिलिकॉन प्रोब = 20 ° एपी,-१,८०० μm डीवी (नीला) । सिरिंज के साथ माइक्रोपिपेट = 20 ° LM,-१,५०० μm डीवी (लाल). Craniotomy का केंद्र है १.८ मिमी मिलीलीटर,-१.८ मिमी एपी दाएँ गोलार्द्ध के लिए. यह आंकड़ा प्रॉक्टर एट अल31 (क्रिएटिव कॉमन्स रोपण Noncommercial लाइसेंस ४.० (CC BY-NC) के तहत वितरित कॉपीराइट से संशोधित किया गया है । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्र 3: रोपण प्लेसमेंट का हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन । पैनल (a) माउस मस्तिष्क (हरा) में हिप्पोकैम्पस गठन के स्थानीयकरण पर एक योजनाबद्ध 3d आंकड़ा दिखाता है । पैनलों (बी, सी और डी) प्रत्यारोपित उपकरणों के निशान-μfip, सिरिंज और मल्टीचैनल सिलिकॉन प्रोब (dii, लाल, तीर) के साथ micropipette, क्रमशः31दिखाएँ । पैनल (बीए, सीए, डीए) एक उच्च आवर्धन छवि दिखाएँ; पैनलों (बीबी, सीबी, Db) paxinos और फ्रेंकलिन माउस ब्रेन एटलस के इसी पृष्ठ दिखाने के लिए, जबकि (बीसी, सीसी, डीसी) सही के पूरे किरीटी खंड पर एक कम आवर्धन छवि दिखा गोलार्द्ध. स्केल पट्टी = ५०० μm इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4: प्रांतस्था और हिप्पोकैम्पस से मल्टीचैनल रिकॉर्डिंग. Lfp रिकॉर्डिंग साइटों के बीच एक १०० μm दूरी के साथ एक मल्टीचैनल सिलिकॉन जांच के साथ रिकॉर्डिंग, प्रांतस्था की परतों से (सफेद) और हिप्पोकैम्पस गठन (बैंगनी, CA1 = प्रांतस्था अमोनी क्षेत्र 1; नीला, डीजी दंती gyrus । CA1 स्तर पिरामिड की लहर गतिविधि नोट । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5: गाबा द्वारा एक 4AP-प्रेरित जब्ती का नियंत्रण. हिप्पोकैम्पस से प्रतिनिधि इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी रिकॉर्डिंग । (क) 4ap इंजेक्शन के बाद लगभग 30 मिनट के लिए sles के साथ μFIP उपचार की अनुपस्थिति में रिकॉर्डिंग, स्थिति एपिलेप्टिकस द्वारा पीछा किया । (ख) एक मामले की रिकार्डिंग जिसमें पहले SLE के तुरंत बाद μFIP उपचार शुरू किया गया था । रिकॉर्डिंग उपचार शुरू होने के बाद आगे कोई रोग की घटनाओं से पता चलता है । (ग) रिकॉर्डिंग जिसमें μFIP उपचार एक 4ap इंजेक्शन से पहले शुरू किया गया था, कोई रोग की घटनाओं को दर्शाता है । लाल तीर एक 4AP इंजेक्शन से संकेत मिलता है । ठोस हरे तीर μFIP उपचार की शुरुआत का संकेत है, और खुले हरे तीर μFIP उपचार के अंत निशान । एक हरे तीर के बाद १०० s अंतराल पर तेज चोटियों μFIP उपचार31से कलाकृतियों हैं । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

Figure 6
चित्रा 6: गाबा द्वारा एक 4AP-प्रेरित जब्ती के नियंत्रण की विफलता. प्रतिनिधि इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग हिप्पोकैम्पस से एक मामले में जहां 4AP सिरिंज की धातु सुई के साथ इंजेक्शन था, तो मिरगी के दौरे एक बड़ा मस्तिष्क क्षेत्र प्रभावित । ध्यान दें कि गाबा डिलिवरी जब्ती तीव्रता को प्रभावित नहीं किया । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

Figure 7
चित्रा 7: वाहन प्रयोग । सोडियम आयन (Na+) की एक समतुल्य खुराक गाबा के स्थान पर पहुंचाने के नियंत्रण प्रयोगों 4ap-प्रेरित गतिविधि पर एक उल्लेखनीय प्रभाव नहीं था, प्रदर्शन है कि यह आयन पंप से लागू वर्तमान नहीं है कि modulates इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल गतिविधि लेकिन बल्कि वितरित अणुओं । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

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Discussion

मिर्गी के तीव्र माउस मॉडल में एक नया प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल विकसित करके, स्कल्स को मिरगी फोकस में प्रत्यारोपित एक μFIP की मदद से सफलतापूर्वक नियंत्रित किया जा सकता है । अपनी क्षमता को अस्थाई और स्थानिक परिशुद्धता, 4AP प्रेरित SLEs के साथ गाबा देने के लिए धंयवाद बरामदगी की शुरुआत में नियंत्रित किया गया । मिर्गी का उपचार सैद्धांतिक रूप से संभव है, तो जब्ती शुरू की जगह पर तंत्रिका नेटवर्क निर्वहन के नियंत्रण हासिल की है । प्रस्तुत प्रोटोकॉल यह संभव साबित अगर इंजेक्शन निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर के स्थानीयकरण, गाबा, समय में मिरगी फोकस तक पहुँचने के लिए पर्याप्त सटीक है. हालांकि, उन मामलों में जहां मिर्गी के दौरे मस्तिष्क के बड़े क्षेत्रों को प्रभावित, ठीक स्थानीयकृत GABA वितरण द्वारा जब्ती नियंत्रण संभव नहीं है । इस क्षेत्र की μFIP प्रोब का अनुमान आउटलेट से लगभग ५५० μm के दायरे के साथ लगाया गया था । यह साबित हो गया था कि SLEs ही प्रभावित हो सकता है अगर 4AP इंजेक्शन इस क्षेत्र में अनुवादित किया गया था31।

इसलिए, विधि उपयोगी है जब मिरगी के दौरे स्थानीयकृत हैं, लेकिन यह संभव नहीं था पर नियंत्रण या मिर्गी रोक जब बरामदगी multifoci या सामांयीकृत बन गया । इसके अलावा, विधि anesthetized कृंतकों में सिद्ध किया गया है; स्वतंत्र रूप से चलती जानवरों में, पुराने अनुप्रयोगों अभी भी इस प्रोटोकॉल की दक्षता की जांच करने के लिए आवश्यक हैं.

जबकि मिर्गी कई रूपों है और विभिंन अंतर्निहित तंत्र के कारण होता है, यह साबित होता है कि रोगियों के लगभग ६०% एक भी मिरगी फोकल प्वाइंट३५है । इसलिए, एक अंतर्जात निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर के स्थानीय प्रशासन का लाभ आगे प्रयोगात्मक पशु अध्ययन के लिए एक उपयोगी उपकरण प्रदान करता है और फोकल मिर्गी के उपचार में एक नई रणनीति प्रस्तुत करती है । वर्णित विधि एक तीव्र माउस अध्ययन में μFIP उपचार की उपयोगिता साबित कर दिया और आगे तकनीकी विकास के लिए रास्ता खोलने के लिए अपनी पुरानी आवेदन सुनिश्चित करते हैं । हमारा मानना है कि सटीक रूप से लक्षित इलेक्ट्रोफोरेटिक दवा वितरण उपकरणों को न केवल मिर्गी बल्कि अन्य न्यूरोडिजेनेरेटिव रोगों के इलाज के लिए भी अनुकूलित किया जा सकता है ।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

C.M.P. अंतरराष्ट्रीय शिक्षा के लिए संस्थान द्वारा प्रशासित एक Whitaker अंतरराष्ट्रीय विद्वान अनुदान से धन स्वीकार करता है । एके को मैरी क्यूरी आईईएफ (नंबर ६२५३७२) ने प्रायोजित किया था । ए. विलियम यूरोपीय संघ के क्षितिज २०२० अनुसंधान और नवाचार कार्यक्रम (अनुदान समझौते No. ७१६८६७) के तहत यूरोपियन रिसर्च काउंसिल (ईआरसी) से धन स्वीकार करता है । इसके अतिरिक्त, Aix-मार्सैय विश्वविद्यालय की उत्कृष्टता पहल को भी स्वीकार करता है-A * MIDEX, एक फ्रांसीसी "इनसैटिस्स डी ' एवेनीर" कार्यक्रम । लेखक डॉ. Ilke Uguz, डॉ साहिका Inal, डॉ Vincenzo क्यूटो, डॉ मैरी Donahue, डॉ मार्क फैरो, और Zsófia Maglóczky स्वीकार सार्थक चर्चा में उनकी भागीदारी के लिए ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4AP Sigma 275875
Alexa Fluor 488 Abcam ab15007
Amplifier Neuralynx, Montana, USA Digital Lynx 4SX
Amplifier Ampliplex KJE-1001
Atlas Stereotaxique  Allen Atlas 978-0470054086
Borosilica glass pipette Sutter BF120-69-15
Brain Matrix WPI  RBMA-200C
Bone trimmer FST 16109-14
Confocal microscope Zeiss LSM 510
Connector INSTECH SC20/15
Coton tige Monoprix EMD 6107OD
Cover slip Menzel-Glass 15747592
DiI Stain  Thermo Fisher D282
DMSO Sigma 11412-11
Drill FOREDOM K1070
Forceps F.S.T. 11412-11
GABA Sigma A2129
GFAP Monoclonal Antibody Thermofisher 53-9892-80
GOPS Sigma 440167-100M
Hamilton seringe  Hamilton  80330
Headscrew Component Supply TX00-2FH
Heating pad  Harvard apparatus 341446
Injection Pump WPI  UMP3-3
Keithley Tektoronix 216A
Ketamine Renaudin 5787419
Magnetic holder Supertech Instruments MH-1
Mice Charles River 612
Motoric manipulator Scientifica, UK IVM
Na2HPO4 Sigma 255793
NaH2PO4 Sigma 7558807
NeuroTrace DiI  Thermofisher N22880
Paper towel KIMBERLY CLARK 7552000
PB Sigma P4417
PEDOT:PSS CLEVIOS 81076212
PFA Acros Organic 30525-89-4
Rectal temperature probe Harvard apparatus 521591
Ropivacaine  KABI 1260216
Saline Sigma 7982
Scalpel F.S.T AUST R195806
Seringue  BD Medical 324826
Serrefine clamp F.S.T 18050-28 4 is recommended
Silicon probe NeuroNexus, Michigan, USA A2x16-10mm-50-500-177 or A1x16-5mm-150-703
Stereotoxic frame Stoelting 51733U
Superfrost Slide ThermoScientific J38000AMNZ
Tubing INSTECH LS20
Vaseline  Laboratoire Gilbert 3518646126611
Vectashield DAPI Vector Laboratories, California, USA H-1200-10
Vibratome, Leica VT1200S Leica Microsystems 1491200S001
Xylazine  Bayer 4007221032311
Silicon probe Neuromicrosystems Ltd A1x32_dbl_5.0_50_0_176_50

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References

  1. Kwan, P., Palmini, A. Association between switching antiepileptic drug products and healthcare utilization: A systematic review. Epilepsy & Behavior. 73, 166-172 (2017).
  2. Belleudi, V., et al. Studies on drug switchability showed heterogeneity in methodological approaches: a scoping review. Journal of Clinical Epidemiology. 101, 5-16 (2018).
  3. Chen, B., et al. Psychiatric and behavioral side effects of antiepileptic drugs in adults with epilepsy. Epilepsy & Behavior. 76, 24-31 (2017).
  4. Brodie, M. J., et al. Epilepsy, Antiepileptic Drugs, and Aggression: An Evidence-Based Review. Pharmacological Reviews. 68 (3), 563-602 (2016).
  5. Hamed, S. A. The auditory and vestibular toxicities induced by antiepileptic drugs. Expert Opinion on Drug Safety. 16 (11), 1281-1294 (2017).
  6. Hamed, S. A. The effect of epilepsy and antiepileptic drugs on sexual, reproductive and gonadal health of adults with epilepsy. Expert Review of Clinical Pharmacology. 9 (6), 807-819 (2016).
  7. Roff Hilton, E. J., Hosking, S. L., Betts, T. I. M. The effect of antiepileptic drugs on visual performance. Seizure. 13 (2), 113-128 (2004).
  8. Stafstrom, C. E., Carmant, L. Seizures and epilepsy: an overview for neuroscientists. Cold Spring Harbor Perspective in Medicine. 5 (6), (2015).
  9. Arzimanoglou, A., et al. A Review of the New Antiepileptic Drugs for Focal-Onset Seizures in Pediatrics: Role of Extrapolation. Paediatric Drugs. 20 (3), 249-264 (2018).
  10. Avoli, M., et al. Specific imbalance of excitatory/inhibitory signaling establishes seizure onset pattern in temporal lobe epilepsy. Journal of Neurophysiology. 115 (6), 3229-3237 (2016).
  11. Badawy, R. A., Freestone, D. R., Lai, A., Cook, M. J. Epilepsy: Ever-changing states of cortical excitability. Neuroscience. 222, 89-99 (2012).
  12. Loscher, W., Brandt, C. Prevention or modification of epileptogenesis after brain insults: experimental approaches and translational research. Pharmacological Reviews. 62 (4), 668-700 (2010).
  13. Porter, R. J. Mechanisms of action of new antiepileptic drugs. Epilepsia. 30, Suppl 1. S29-34, discussion S64-28 (1989).
  14. Rogawski, M. A. Diverse mechanisms of antiepileptic drugs in the development pipeline. Epilepsy Research. 69 (3), 273-294 (2006).
  15. Czapinski, P., Blaszczyk, B., Czuczwar, S. J. Mechanisms of action of antiepileptic drugs. Current Topics in Medicinal Chemistry. 5 (1), 3-14 (2005).
  16. Ye, H., Kaszuba, S. Inhibitory or excitatory? Optogenetic interrogation of the functional roles of GABAergic interneurons in epileptogenesis. Journal of Biomedical Science. 24 (1), 93 (2017).
  17. Loscher, W., Klitgaard, H., Twyman, R. E., Schmidt, D. New avenues for anti-epileptic drug discovery and development. Nature Reviews Drug Discovery. 12 (10), 757-776 (2013).
  18. Manchishi, S. M. Recent Advances in Antiepileptic Herbal Medicine. Current Neuropharmacology. 16 (1), 79-83 (2018).
  19. Pitkanen, A., Sutula, T. P. Is epilepsy a progressive disorder? Prospects for new therapeutic approaches in temporal-lobe epilepsy. Lancet Neurology. 1 (3), 173-181 (2002).
  20. Cohen, I., Navarro, V., Clemenceau, S., Baulac, M., Miles, R. On the origin of interictal activity in human temporal lobe epilepsy in vitro. Science. 298 (5597), 1418-1421 (2002).
  21. Huberfeld, G., et al. Glutamatergic pre-ictal discharges emerge at the transition to seizure in human epilepsy. Nature Neuroscience. 14 (5), 627-634 (2011).
  22. Bui, A., Kim, H. K., Maroso, M., Soltesz, I. Microcircuits in Epilepsy: Heterogeneity and Hub Cells in Network Synchronization. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 5 (11), (2015).
  23. Prince, D. A., Gu, F., Parada, I. Antiepileptogenic repair of excitatory and inhibitory synaptic connectivity after neocortical trauma. Progress in Brain Research. 226, 209-227 (2016).
  24. Nilsen, K. E., Cock, H. R. Focal treatment for refractory epilepsy: hope for the future. Brain Research: Brain Research Reviews. 44 (2-3), 141-153 (2004).
  25. Martinkovic, L., Hecimovic, H., Sulc, V., Marecek, R., Marusic, P. Modern techniques of epileptic focus localization. International Review of Neurobiology. 114, 245-278 (2014).
  26. Nagaraj, V., et al. Future of seizure prediction and intervention: closing the loop. Journal of Clinical Neurophysiology. 32 (3), 194-206 (2015).
  27. Osman, G. M., Araujo, D. F., Maciel, C. B. Ictal Interictal Continuum Patterns. Current Treatment Options in Neurology. 20 (5), 15 (2018).
  28. Slezia, A., et al. Uridine release during aminopyridine-induced epilepsy. Neurobiology of Disease. 16 (3), 490-499 (2004).
  29. Baranyi, A., Feher, O. Convulsive effects of 3-aminopyridine on cortical neurones. Electroencephalography Clinical Neurophysiology. 47 (6), 745-751 (1979).
  30. Szente, M., Baranyi, A. Mechanism of aminopyridine-induced ictal seizure activity in the cat neocortex. Brain Research. 413 (2), 368-373 (1987).
  31. Proctor, C. M., et al. Electrophoretic drug delivery for seizure control. Science Advances. 4 (8), eaau1291 (2018).
  32. Paxinos, G., Franklin, K. B. J. Paxinos and Franklin’s the Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates Fourth Edition. , Academic Press. (2012).
  33. Pinault, D. A new stabilizing craniotomy-duratomy technique for single-cell anatomo-electrophysiological exploration of living intact brain networks. Journal of Neuroscience Methods. 141 (2), 231-242 (2005).
  34. Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visual Experiments. (65), e3564 (2012).
  35. Picot, M. C., Baldy-Moulinier, M., Daures, J. P., Dujols, P., Crespel, A. The prevalence of epilepsy and pharmacoresistant epilepsy in adults: a population-based study in a Western European country. Epilepsia. 49 (7), 1230-1238 (2008).
  36. Pati, S., Alexopoulos, A. V. Pharmacoresistant epilepsy: from pathogenesis to current and emerging therapies. Cleve Clinical Journal of Medicine. 77 (7), 457-467 (2010).

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Slezia, A., Proctor, C. M., Kaszas, A., Malliaras, G. G., Williamson, A. Electrophoretic Delivery of γ-aminobutyric Acid (GABA) into Epileptic Focus Prevents Seizures in Mice. J. Vis. Exp. (147), e59268, doi:10.3791/59268 (2019).

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