التحفيز العميق للدماغ كعلاج لإدمان المخدرات في نموذج الفئران

الملخص

المصدر: Batra، V.، et al. طريقة عامة لتقييم تأثيرات التحفيز العميق للدماغ على الإدارة الذاتية للميثامفيتامين في الوريد. J. Vis. Exp. (2016).

يوضح هذا الفيديو نموذجا للفئران لإدمان المخدرات حيث يدير الميثامفيتامين عن طريق الوريد بالضغط على رافعة ، مما يؤدي إلى سلوك إلزامي للبحث عن المخدرات مدفوعا بإفراز الدوبامين في النواة المتكئة. لمواجهة ذلك ، يخضع الجرذ لتحفيز عميق للدماغ (DBS) عبر قطب كهربائي ثنائي القطب مزروع ، مما يوفر نبضات عالية التردد لتثبيط الخلايا العصبية مفرطة النشاط في النواة المتكئة. ثم يتم تقييم تأثيرات DBS من خلال مراقبة التغيرات في سلوك البحث عن المخدرات ، مما يكشف عن قدرته على تقليل الاستجابات المتعلقة بالإدمان.

البروتوكول

تمت مراجعة جميع الإجراءات التي تنطوي على نماذج حيوانية من قبل اللجنة المؤسسية المحلية لرعاية ومجلس المراجعة البيطرية JoVE.

1. التأقلم مع القوارض وتقييد الطعام

1. استخدم فئران الويستار البالغة التي يبلغ عمرها 3 أشهر في بداية التجربة. تقيم الفئران منفردة في أقفاص مجهزة بوحدة تدفق رقائقي وفلتر هواء في منشأة رعاية حيوانية معتمدة من الجمعية الأمريكية لاعتماد رعاية المختبر (AAALAC) يتم التحكم في درجة الحرارة والرطوبة في دورة إضاءة / ظلام معكوسة مدتها 12 ساعة (تنطفئ الأضواء في الساعة 0600).
2. توفير الماء والطعام القوارض القياسية بحرية حتى يصل وزن الجسم إلى حوالي 380-400 جم. بعد ذلك ، تقيد الفئران بالطعام وتحافظ على 85 إلى 90٪ من أوزان أجسامها التي تتغذى بحرية خلال الجلسات التجريبية لتسهيل اكتساب والحفاظ على الاستجابة للميثامفيتامين.
3. التعامل مع القوارض في غرفة قفص المنزل يوميا من وصولها خلال الجلسات التجريبية من أجل تسجيل وزن الجسم وضبط تخصيص الطعام اليومي.
4. بمجرد تحقيق الأوزان المستهدفة ، استعد لزرع كل فأر جراحيا بقسطرة وداجي مزمنة وسكن وأقطاب كهربائية محفزة داخل الجمجمة.

2. تحضير قسطرة قسطرة الوريد الوداجي

1. 1. قم بإعداد أنبوب سيلاستي بطول 13 سم بقطر داخلي يبلغ 0.012 × 0.025 بوصة ، وقم بإنشاء كرة سيليكون 4 سم من أحد طرفي الأنبوب باستخدام أنابيب سيليكون إضافية وكي كهربائي ، واتركها تجف في الهواء.
   2. اغمس الطرف الآخر من الأنبوب في مذيب قائم على الليمونين مشتق من الحمضيات لبضع دقائق واتركه يتمدد. قم بتوصيل الأنبوب الموسع بقنية توجيه من الفولاذ المقاوم للصدأ مثنية بزاوية قائمة.
   3. قم بتثبيت القاعدة المنحنية لقنية التوجيه المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ على مربع 1 بوصة من الشبكة المتوافقة حيويا باستخدام الأسمنت الأكريليك للأسنان.
   4. اغسل القسطرة من الداخل والخارج بالإيثانول والماء المقطر. حقن الهواء من خلال الأنبوب للتخلص من قطرات السائل المتبقية. اتركيه ليجف طوال الليل (O / N).
2. تقنية معقمة < ol style = 'list-style-type: decimal ؛ '>
3. قم بإجراء جميع العمليات الجراحية في جناح جراحي مخصص للحيوانات باستخدام تقنيات الجراحة المعقمة. قم بتعقيم الأدوات والغرسات باستخدام الأوتوكلاف وقم بإعداد منطقة معقمة عن طريق وضع ورق مقاوم للماء على طاولة التشغيل (OR) المغطاة بمنشفة (مناشف) معقمة.
4. ارتد قفازات معقمة واحتفظ بجميع الأدوات والغرسات والشاش الجراحي على المنطقة المعقمة أثناء العملية. امسح كل أداة بمسحة كحولية متبوعة ب 20 ثانية في معقم الخرز بين الإجراءات عند إجراء عمليات جراحية متعددة.

التخدير

1. معالجة الفئران مسبقا بالأتروبين (الكبريتات) (0.04 ملغم/كغ, s.q.) متبوعا ببنتوباربيتال (20-50 ملغم/كغ, ip) لتحقيق تخدير.
2. حقن بمعلق البنسلين G بروكايين المعقم (75,000 وحدة ، عضلي [i.m.]) وعامل مسكن (كاربروفين ، 5-10 مجم / كجم ، SC أو كيتوبروفين ، 2-5 مجم / كجم ، SC) مباشرة قبل الجراحة لتقليل الالتهابات والألم في الفترة المحيطة بالجراحة ، على التوالي.
3. تحقق من التخدير الكافي عن طريق إعطاء قرصة إصبع القدم المعتدلة للحيوان ، وإذا لم تحدث استجابة ، فتابع ذلك. ضع مادة تشحيم العين على كلتا العينين.

إعداد الموقع الجراحي

1. احلق رقعة ظهرية مقاس 2 × 2 سم على ظهر الجرذ خلفيا مباشرة لخط يربط شفرات الكتف. حلق رقعة بطنية مقاس 1 × 1 سم في منطقة الرقبة اليمنى بين عظم الفك والقص.
2. امسح المناطق المحلوقة بضمادات كحولية متبوعة بمحلول البيتادين. ضع الجرذ على منشفة معقمة واترك البيتادين يجف قبل المتابعة.

زرع القسطرة

1. قم بعمل شق مواز لخط يربط شفرات الكتف في منطقة منتصف الكتف على الظهر باستخدام سكين من 10 شفرات. استخدم hemostat لفصل الجلد عن النسيج الضام الأساسي لإنشاء مستوى لقاعدة القسطرة الشبكية. قم بري المنطقة بمحلول ملحي معقم وقم بتغطيتها بشاش معقم قبل قلب الجرذ على ظهره.
2. قم بعمل شق قطري بين عظم الفك الأيمن والقص باستخدام سكين من 10 شفرات. استخدم الإرقاء لفصل الجلد عن النسيج الضام الأساسي لتحديد موقع الوريد الوداجي.
   ملاحظة: يظهر الوريد الوداجي أبيض / فضي ولامعا ، وهو أكبر في ذكور الفئران منه في الإناث.
3. ضع ملعقة أسفل الوريد ، واربط خياطة حريرية 4-0 برفق حول الجزء العلوي (الجزء القريب) من الوريد المكشوف ، وادفع الوريد مرة أخرى إلى الرقبة.
4. افصل الأنسجة الضامة لإنشاء جيب سطحي تحت جلد الرقبة السفلي ولكن فوق العضلات. ادفع مبزلا معقما من شق الرقبة إلى شق منتصف الكتف عن طريق حفر نفق خلف الذراع وإلى الأعلى. مرر القسطرة من الخلف إلى الرقبة عن طريق إدخال سلك توجيه صلب لأعلى عبر المبزل من نهاية الرقبة وفي القسطرة البعيدة. اسحب سلك التوجيه مرة أخرى إلى شق الرقبة ، وسيتبع ذلك القسطرة البعيدة المرفقة.
5. اعزل الوريد الوداجي الأيمن فوق ملعقة عن طريق سحب الخيط القريب الموضوع مسبقا. استخدم مقص كروي لعمل قطع جزئي صغير على الجانب العلوي من الوريد.
6. أدخل ملقطا منحنيا في شق الوريد لفتحه. مع إبقاء الملقط بعيدا ولكن في مكانه ، مرر طرف القسطرة بين أطراف الملقط وفي الوريد حوالي 2-3 سم ، حيث سينتهي خارج الأذين الأيمن.
7. قم بتأمين القسطرة عن طريق ربط خياطة حريرية 4-0 حول الوريد البعيد. اربط الغرز القريبة والبعيدة معا في عقدة "صندوقية" لإضافة مزيد من الثبات.
8. اغسل القسطرة بمحلول ملحي معقم هيبارين واسحب الدم لتأكيد الزرع الناجح. قم بقص الغرز من 1 إلى 2 مم فوق العقد وثني القسطرة القريبة المتبقية تحت جلد الرقبة. أغلق بخياطة / طريقة مناسبة من اختيارك. إذا تم استخدام خيوط أو دبابيس غير قابلة للامتصاص ، فيجب إزالتها في غضون 10-14 يوما تحت التخدير العام. قم بتغطية الشق بمرهم مضاد حيوي باستخدام قضيب قطني معقم.
9. قم بتثبيت القسطرة البعيدة / قنية التوجيه / مجموعة الشبكة على الأنسجة الخلفية تحت الجلد باستخدام خيوط قابلة للامتصاص في اثنين من الزوايا المتعارضة لقاعدة الشبكة. أغلق الشق الخلفي حول قنية التوجيه باستخدام خيوط متقطعة غير مقلوبة قابلة للامتصاص. قم بتغطية الشق بمرهم مضاد حيوي باستخدام قضيب طرف قطني معقم.

رعاية ما بعد الجراحة

1. اغسل القسطرة بمحلول ملحي معقم هيبارين بنسبة 0.9٪ باستخدام حقنة سعة 3 مل وضع السدادة في قنية التوجيه لمنع الانسداد.
2. اغسل قسطرة كل فأر يوميا للحفاظ على سالكية.
3. بعد الإجراء مباشرة ، ضع الجرذ في قفص منزله فوق وسادة تدفئة في الجناح الجراحي وراقب حتى يعود الوعي والحركة التلقائية.
4. أعد الجرذ المسترد إلى غرفة المستعمرة واترك خمسة إلى سبعة أيام تمر قبل الجراحة داخل الجمجمة. قم بوزن حالتهم العامة والتعامل معها وتقييمها يوميا ، بما في ذلك التحقق من العدوى وتقييم سلوك ومظهره ومستويات نشاطه.
5. استشر الطبيب البيطري للموارد الحيوانية في حالة ظهور أي مشاكل واتبع أي أنظمة علاجية موصى بها. حقن بعامل مسكن (كاربروفين ، 5-10 مجم / كجم ، SC أو كيتوبروفين ، 2-5 مجم / كجم ، SC) لعلاج الألم في الفترة المحيطة بالجراحة حسب الحاجة.

3. التحضير الجراحي

لوضع

1. القطب داخل الجمجمة
   1. إجراء جميع العمليات الجراحية في ظل ظروف معقمة كما هو موضح في القسم 2.2.
2. التخدير
   1. ضع في غرفة تحريض التخدير ووفر تدفق غاز الأيزوفلوران إلى الغرفة بسرعة 1,000 - 2,000 مل / دقيقة مع ضبط المرذاذ على 5٪.
   2. بمجرد أن يستلقي ، أخرجه من الغرفة وضعه في مخروط الأنف على منصة التشغيل التجسيمية المبطنة. قم بتبديل تدفق الغاز من الغرفة إلى مخروط الأنف وقم بتشغيل الغاز مع ضبط المرذاذ على 2 - 3٪.
   3. اضبط المرذاذ حسب الحاجة للحفاظ على تنفس مستقر وعدم الاستجابة للتحفيز أثناء الجراحة.
   4. حقن الجرذ بمعلق البنسلين G بروكايين المعقم (75,000 وحدة، i.m) وعامل مسكن (بوبرينورفين 0.05 إلى 0.5 ملغم/كغ SC) مباشرة قبل الجراحة لتقليل الالتهابات والألم في الفترة المحيطة بالجراحة ، على التوالي.
   5. تحقق من التخدير الكافي عن طريق إعطاء قرصة إصبع القدم المعتدلة للحيوان ، وإذا لم تحدث استجابة ، فتابع ذلك. ضع مادة تشحيم العين على كلتا العينين.
3. تحضير الموقع الجراحي
   1. احلق الجزء العلوي من رأس الجرذ وضع الجرذ في قضبان الأذن لإبقاء رأسه غير متحرك أثناء العملية. امسح المنطقة المحلوقة بضمادات كحولية متبوعة بمحلول البيتادين. اترك البيتادين يجف قبل المتابعة.
4. زرع القطب الكهربائي
   1. أمسك فروة الرأس بين الأذنين وأمام الأذنين قليلا باستخدام ملقط واستخدم المقص لقطع القاعدة. ستزيل هذه المناورة مساحة 1.5 × 1 سم من الجلد فوق منتصف الجمجمة.
   2. استخدم 10 شفرات لعمل شق محيطي عبر الجمجمة وصولا إلى الجمجمة ، وملقطا منحنيا لكشط وإزالة الجمجمة. قم بري المنطقة بمحلول ملحي معقم ، وامسح الدم الزائد والمحلول الملحي بالشاش ، واترك الجمجمة تجف تماما حتى يمكن رؤية المعالم العظمية ، بما في ذلك البرجما ، بوضوح.
   3. للجراحة الثنائية، قم بتركيب قطبين ثنائيي القطب من البلاتين-إيريديوم، واحد في كل حامل قطب كهربائي على جانبي منصة التشغيل التجسيمية. حرك القطب الأول إلى موضعه ~ 1 مم فوق بريجما واكتب الإحداثيات التجسيمية للمواضع الأمامية الخلفية (AP) والوسطى الجانبية (ML) ، والتي ستظهر على الشاشة الرقمية. لا تلمس طرف القطب الكهربائي في الجمجمة لأن القطب لن يعمل بعد الآن. كرر هذا الإجراء مع القطب الآخر.
   4. احسب إحداثيات نقطة الوصول والتعلم الآلي النهائية استنادا إلى الهيكل المستهدف محل الاهتمام. حرك القطب الكهربائي إلى هذا الموضع مع وجود الطرف فوق الجمجمة مباشرة للحصول على الإحداثيات الظهرية البطينية الأولية (DV) على الشاشة الرقمية. احسب عمق DV النهائي بناء على البنية المستهدفة ذات الاهتمام.
      ملاحظة: تم استهداف غلاف النواة المتكئة في هذا المثال ، نظرا لمشاركتها المعروفة في السلوك الاستهلاكي للمخدرات ، باستخدام الإحداثيات التجسيمية التالية المتعلقة ب bregma: إحداثيات إدخال AP = [إحداثيات معروضة رقميا عند bregma] + إحداثيات إدخال 1.6ML = [إحداثيات معروضة رقميا عند bregma] ± 2.4 لعمق اليمين / اليسار DV = [إحداثيات معروضة رقميا على سطح الجمجمة عند إدخال AP / ML] - 8.5
   5. ضع علامة على موضع الدخول المتوقع لكل قطب كهربائي على سطح الجمجمة بعلامة دائمة. لا تصطدم أو تلمس طرف القطب أثناء هذه المناورة.
   6. استخدم لدغة دائرية مطلية بالماس لحفر ثقب 1.4 مم عند كل علامة. احرص على عدم الانغماس في الجمجمة في القبو داخل الجمجمة باستخدام المثقاب عالي السرعة. استخدم ملقطا منحنيا لثقب الجافية بمجرد حفر الجمجمة.
   7. استخدم شفرات دائرية مطلية بالماس لحفر ثقوب 0.7 مم في أربعة مواقع إضافية خلف مداخل القطب الكهربائي لوضع براغي الجمجمة. استخدم مفك براغي يدوي لوضع أربعة براغي من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 0.8 (قطر) × 3.2 (طول) مم في الجمجمة ، اثنان على كل جانب من خط الوسط. قم بتأمين هذه البراغي بإحكام حتى نصف طولها تقريبا في الجمجمة لأنها البنية التحتية الرئيسية التي ستحافظ على غطاء الجمجمة في مكانه للأسابيع والأشهر القادمة.
   8. أدخل القطب الأول بعناية من خلال ثقبه في الدماغ إلى عمق DV المحسوب عن طريق تدوير المقبض الذي يدير إحداثيات Z لحامل القطب يدويا. أدر المقبض بمعدل يساوي تقريبا 1/2 دورة في الثانية لمنع التلف غير المبرر لطرف القطب. تأكد من أن طرف القطب لا يلمس الحافة العظمية للثقب عند دخول الدماغ.
   9. قم بتأمين القطب الأول باستخدام طبقات من الغراء الفائق فوق الثقب والبراغي الخلفية ، متبوعا بالأسمنت الأسنان. بمجرد أن يجف هذا البناء تماما ، قم بإزالة القطب الكهربائي من حامله. كرر عملية الإدخال والتدعيم للقطب الثاني. ضع أسمنت الأسنان حتى حافة الجلد ، لكن لا تتداخل مع الجلد لأن هذا يخفف غطاء الأسمنت القحفي على المدى الطويل.
5. رعاية ما بعد الجراحة
   1. ضع غطاءين للغبار فوق ركائز القطب الكهربائي لمنع الانسداد.
   2. بعد الإجراء مباشرة ، ضع الجرذ في قفص منزله فوق وسادة تدفئة في الجناح الجراحي وراقب حتى يعود الوعي والحركة التلقائية.
   3. أعد الجرذ المسترد إلى غرفة المستعمرة واترك خمسة أيام تمر قبل بدء التجربة. قم بوزن الحالة العامة للفئران والتعامل معها وتقييمها يوميا ، بما في ذلك التحقق من العدوى وتقييم سلوك ومظهره ومستويات النشاط.
   4. استشر الطبيب البيطري للموارد الحيوانية في حالة ظهور أي مشاكل واتبع أي أنظمة علاجية موصى بها. حقن بعامل مسكن (بوبرينورفين 0.05 إلى 1 ملغ/كغ SC) لعلاج الألم في الفترة المحيطة بالجراحة حسب الحاجة. يمكن أن يكون النزيف داخل الجمجمة أكثر انتشارا مع استخدام مسكنات الألم غير الستيرويدية (كاربروفين ، 5-10 مجم / كجم ، SC أو كيتوبروفين ، 2-5 مجم / كجم ، SC) ، لذا استخدم البوبرينورفين حول الجراحة للجراحة داخل الجمجمة.

4. الجهاز الفعال

1. استخدم غرف تكييف تعمل بالبلاستيك والفولاذ المقاوم للصدأ الموجودة داخل حاويات مخففة للصوت لإجراء التجارب السلوكية.
2. جهز كل حاوية بمروحة عادم لتوفير التهوية والضوضاء البيضاء لإخفاء الأصوات الدخيلة.
3. استخدم جهاز كمبيوتر شخصي ونظام واجهة برمجيات سلوكية لبرمجة الإجراءات وجمع البيانات التجريبية.
4. الإعداد العام
   1. قم بتجهيز كل غرفة تجريبية بذراعي استجابة مثبتتين على جدار واحد من الغرفة، مع وجود ضوء تحفيز فوق كل رافعة. قم بتعيين إحدى الرافعات الرافعة "النشطة" بحيث تؤدي إلى نتيجة مبرمجة عند الضغط عليها.
   2. قم ببرمجة ضوء التحفيز الموجود مباشرة فوق ذراع الاستجابة النشطة ليضيء خلال كل جلسة فعالة ، مما يشير إلى توافر الدواء.
   3. احصل على استجابة على الرافعة النشطة تؤدي إلى توصيل ضخ الميثامفيتامين (0.05 مجم / كجم / التسريب في 100 ميكرولتر 0.9٪ كلوريد الصوديوم) على مدار 2.8 ثانية ، مصحوبا بضوء المنزل على الجدار المقابل الذي يضيء لمدة 5 ثوان وينطفئ ضوء التحفيز لمدة 30 ثانية.
   4. احسب الاستجابات على الرافعة النشطة، ولكن يجب ألا يكون لها عواقب مجدولة خلال فترة المهلة البالغة 30 ثانية. للإكمال ، سجل الردود على الرافعة غير النشطة ولكن يجب ألا يكون لها عواقب مجدولة.

5. الوريدي (IV) إجراء الإدارة الذاتية للميثامفيتامين

1. الاستعدادات العامة
   1. قم بتحميل الفئران في الغرف الفعالة بأسرع ما يمكن وهدوء لتقليل القطع الأثرية السلوكية. قم بتوصيل مقود زنبركي من الفولاذ المقاوم للصدأ بقنية التوجيه الموجودة على ظهر القوارض وإلى قطب سائل مانع للتسرب معلق فوق الغرفة المشغلة.
   2. تأكد من سلامة أنبوب التوصيل من الدوران إلى حقنة الدواء سعة 20 مل في مضخة تعمل بمحرك تقع خارج العلبة المخففة للصوت. للقيام بذلك ، ادفع أنبوب التوصيل البلاستيكي على الأقل 1/4 بوصة على الطرف الدوار المعدني وطرف إبرة حقنة الدواء حتى لا ينزلق بسحب معتدل. موازنة مجموعة الدوران والمقود للسماح بحركة غير مقيدة نسبيا للحيوان.
   3. قم بإجراء جلسات فعالة في نفس الوقت تقريبا كل يوم ، من الاثنين إلى الجمعة.
2. اكتساب
   1. من أجل تسهيل الاستحواذ السريع على الإدارة الذاتية للميثامفيتامين الوريدي، قم بتشغيل الفئران في جلسات يومية مدتها 6 ساعات لمدة أربعة إلى خمسة أيام متتالية.
   2. قم بإجراء هذه الجلسات على جدول ثابت من FR-1 + 30 ثانية من التعزيز حيث تتلقى الفئران ضخنا واحدا من الميثامفيتامين الوريدي لكل ضغطة على الرافعة النشطة ، متبوعا بمهلة مدتها 30 ثانية (على سبيل المثال ، لا تحدث أي عواقب إشارة أو مكافأة بالضغط على أي من الرافعة).
      ملاحظة: سيؤدي هذا الوصول الأولي المطول و "السهل" إلى اكتساب غالبية القوارض سلوكا كبيرا في تعاطي المخدرات بأقل من أو يساوي أسبوع واحد (الشكل 3).
3. الصيانة
   1. خلال الأسبوع الثاني من التدريب، قم بتشغيل الفئران في جلسات يومية مدتها ساعتان من الاثنين إلى الجمعة للحفاظ على الإدارة الذاتية للميثامفيتامين الوريدي وتحسينها.
   2. قم بإجراء جلسات على جدول مهلة تعزيزي بنسبة FR-1 + 30 ثانية ثابتة.
   3. قم بتوثيق الاستجابة المستقرة والمكثفة عندما يختلف العدد الإجمالي لعروض الميثامفيتامين عبر كل جلسة أقل من 10٪ لثلاث جلسات متتالية (الشكل 4) ويكون العدد التراكمي للحقن خلال أول 30 دقيقة أكبر من العدد التراكمي للحقن خلال ال 30 دقيقة الثانية (الشكل 5).
      ملاحظة: يضمن هذا المعيار أن تطور الفئران نمطا لتحميل المخدرات في بداية الجلسة يشير إلى سلوك الإدمان19 وليس مجرد الاستخدام العرضي.
4. Post-Session
   1. في نهاية كل جلسة، افصل المقود عن ظهر القوارض. اغسل القسطرة بمحلول ملحي 0.9٪ يحتوي على 800 وحدة دولية من الستربتوكيناز لمنع تجلط الدم. أدخل السدادة في كل قنية توجيه لمنع الانسداد قبل إعادة الفئران إلى أقفاص المنزل.
   2. اختبر سالكية القسطرة مباشرة بعد نهاية كل جلسة تجريبية يوم الأربعاء طوال فترة التجربة.
      1. قم بإعداد حقنة 3 سم مكعب بإبرة 22 جراما تحتوي على محلول ملحي مضاد للجراثيم الهيبارين لاختبار سالكية القسطرة. قم بتوصيل أحد طرفي قطعة من الأنابيب البلاستيكية بطول 4 إلى 6 بوصات بالإبرة والطرف الآخر بالعمود المعدني لمجموعة القسطرة والقنية على ظهر.
      2. قم بنقع 0.1 إلى 0.2 مل من المحلول الملحي لضمان تدفق واضح ثم اسحب مكبس المحقنة للخلف. إذا كانت القسطرة حاصلة على براءة اختراع ، فيجب أن تتدفق بسهولة وتسحب الدم الذي سيكون مرئيا في الأنبوب. حرر المكبس وقم بنقع 0.2 مل أخرى لطرد كل الدم مرة أخرى عبر القسطرة.
      3. إذا تعذر سحب الدم ، فقم بإزالة المحقنة والأنبوب سعة 3 سم مكعب من العمود المعدني.
      4. قم بإعداد حقنة 1 سم مكعب بإبرة 22 جم ، تحتوي على الصوديوم الميثوهإكسيتال ، وهو مخدر سريع المفعول ، لاختبار سالكية القسطرة. قم بتوصيل أحد طرفي قطعة من الأنابيب البلاستيكية بطول 4 إلى 6 بوصات بالإبرة والطرف الآخر بالعمود المعدني لمجموعة القسطرة والقنية على ظهر.
      5. قم بنقع 1.5 مجم وقم بإزالة المحقنة والأنبوب سعة 1 سم مكعب بسرعة من العمود المعدني الموجود على ظهر. أعد توصيل المحقنة 3 سم مكعب مملوءة بمحلول ملحي مضاد للجراثيم ونقع 0.1 - 0.2 مل. إذا فقد قوة العضلات في غضون 3 ثوان ، فإن القسطرة تكون براءة اختراع وعملية.
5. راجع الملف التكميلي "المزالق الشائعة" للحصول على قسم المزالق الذي يتناول ردود الفعل السلبية للميثامفيتامين ، والفشل في الحصول على الإدارة الذاتية للميثامفيتامين ، وصعوبة استخراج الفئران.

6. جهاز تحفيز الدماغ

:

1. استخدم من 10 إلى 12 صندوقا من زجاج شبكي (12 × 18 × 18 بوصة) (العرض × الارتفاع × العمق) لإجراء تجارب DBS. قم بتغطية كل صندوق من الخارج بورق صلب غير شفاف يغطي الجزء الخلفي من الصندوق وجوانبه لمنع الفئران من المشاهدة أو التفاعل مع بعضها البعض. اترك اللوحة الأمامية الشفافة مكشوفة حتى يتمكن الفاحص من مشاهدة أثناء جلسات التحفيز.
2. قم بتغطية قمم الصناديق بلوحة شبه منفذة تمنع الفئران من الهروب مع السماح بتدفق الهواء. استخدم هذه اللوحة لدعم المبدلات الموجودة فوق كل صندوق لتسهيل الاتصال الكهربائي بين غطاء رأس القوارض ونظام التحفيز.
3. استخدم نظام تحفيز يمكنه توصيل تيار مستمر إلى متعددة متزامنة لتجارب DBS. استخدم نظاما يتكون من معالج إشارة رقمية قابلة للبرمجة / واجهة اتصالات ، ومحفز ، وحزمة بطارية محفز ، وصندوق مقسم القنوات ، والبرنامج المصاحب (انظر ورقة المواد).
4. استخدم كبلات ذات طول مخصص لتوصيل منافذ قناة المحفز بالقاعدة الإلكترونية العليا لكل مبدل.
   ملاحظة: يعتمد الطول المطلوب على المختبر الفردي. هذه الكابلات خارج منطقة ولا تحتاج إلى تغطيتها بنابض من الفولاذ المقاوم للصدأ.
5. قم بتوصيل قاعدة التمثال الإلكترونية السفلية للمبدل بقاعدة القطب المزروعة على غطاء رأس القوارض باستخدام كابلات مقاس 16 بوصة مغطاة بنابض من الفولاذ المقاوم للصدأ. تأكد من أن الكابلات طويلة بما يكفي للسماح بحرية الحركة إلى كل منطقة من العلبة دون شد كبير على غطاء الرأس.
   ملاحظة: عادة ما يكون الكبل الذي ينتهي تقريبا حيث يكون رأس الجرذ عند الوقوف على الأقدام الأربعة كافيا.
6. برمجة تحفيز الدماغ
   1. استخدم جهاز كمبيوتر شخصي وبرنامج برمجة لبرمجة معلمات التحفيز (على سبيل المثال، شكل الموجة والتردد وعرض النبضة والتأخير بين التحفيز والسعة الحالية) وجمع البيانات التجريبية.
   2. باستخدام لغة برمجة مرئية، حدد الوظائف التي سيؤديها كل جهاز لتلبية نقاط النهاية التجريبية والبيانات التي سيتم تخزينها و/أو عرضها للعرض في الوقت الفعلي. يتم توضيح الأوامر التي تدير هذا المشروع المعين في الشكل 1.
   3. حدد التردد المطلوب وعرض النبضة والسعة في لوحة التحكم المرئية (الشكل 2) قبل بدء التجربة. تتشابه المعلمات النموذجية للتحفيز عالي التردد في الفئران مع تلك المستخدمة في التحفيز السريري للدماغ البشري: تردد من 130 إلى 180 هرتز ، وعرض النبضة من 60 إلى 90 مللي ثانية ، والسعة الحالية من 100 إلى 250 μA4،8-10.
      ملاحظة: يتم استخدام تيار أقل في القوارض نظرا لصغر حجمها مقارنة بالرئيسيات.

7. إجراء التحفيز العميق للدماغ

1. لتحميل الفئران في الصناديق ، قم بتوصيل كابل زنبركي من الفولاذ المقاوم للصدأ من العاكس بكل قاعدة قطب كهربائي على غطاء الرأس. اختبر مقاومة كل قطب كهربائي عن طريق تشغيل 5 ميكروأمبير من التيار بتردد 1,000 هرتز لمدة ثانيتين.
   1. إذا كانت المعاوقة تساوي أو تقل عن 125 كيلو أوم ، فتابع التجربة لأن القطب الكهربائي قادر على تقديم التحفيز العلاجي. إذا كانت المعاوقة أكبر من 125 كيلو أوم ، ففكر في إزالة من التجربة لأن المقاومة العالية للقطب قد تقطع التيار إلى مستويات علاجية فرعية محتملة.
2. قم بتشغيل الفئران من خلال جلسة أو جلستين وهميتين للتعود ، حيث سيتم توصيلها بكابلات (كابلات) القطب الكهربائي ولكن لن تتلق أي علاج نشط. سيقضي الاختبار الوهمي على أي تأثيرات سلوكية غير محددة. مباشرة بعد كل جلسة وهمية ، انقل الفئران إلى الصناديق الفعالة لجلسة يومية مدتها ساعتان للإدارة الذاتية للميثامفيتامين الوريدي.
3. موازنة الفئران إلى مجموعتين ، مجموعة التحفيز النشط ومجموعة التحفيز الزائف ، بحيث لا يختلف تناول الدواء الأساسي بشكل كبير بين المجموعات.
4. قم بإجراء جلسات DBS يومية على مجموعة القوارض لمدة 5 أيام يتلقون خلالها إما تحفيزا كهربائيا نشطا للدماغ أو لا يحفز لمدة 3 ساعات اعتمادا على مهمة مجموعتهم. مباشرة بعد كل جلسة DBS ، قم بنقل الفئران إلى الصناديق الفعالة لجلسة يومية مدتها ساعتان للإدارة الذاتية للميثامفيتامين الوريدي.
   1. راقب بعناية خلال جزء على الأقل من كل جلسة DBS للتأكد من أن التحفيز لا يسبب تغييرات واضحة في سلوك. في حالة حدوث أي سلوكيات غير طبيعية أثناء / بعد التحفيز ، احرص على توثيق هذه الملاحظات. ملاحظة: لم يلاحظ المؤلفون تغييرات سلوكية أو تغييرات كبيرة في تناول الطعام / الماء أثناء التجربة الموضحة في هذه المقالة.
5. قم بتغيير طول علاج DBS والمعلمات الكهربائية والوقت بين جلسة DBS والجلسة العاملة حسب الحاجة ، اعتمادا على الفرضية.

النتائج

فئة الشكل = 'الصورة image_resized image-style-align-center' style='display: table؛ margin-left: auto ؛ margin-right: auto ؛ width: 75٪ ؛ '>

الشكل 1. لغة البرمجة المرئية. يستخدم الباحث لغة برمجة مرئية ، مثل المثال الموضح هنا ، لتصميم برنامج يمكنه توصيل تحفيز الدماغ لحيوانات متعددة في وقت واحد في معلمات يدخلها المستخدم.

<فئة الشكل = 'الصورة imag...

المواد

<فئة الشكل = 'الجدول'><فئة الجدول = 'ck-table-ressize'> قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة الاسم الشركة رقم فهرسي التعليقات Rodent operant chambersMed Associates، IncENV-008CTMed Associates Inc. ص.ب 319 سانت ألبانز ، فيرمونت 05478 الولايات المتحدة الأمريكية الهاتف: (802) 527-2343Kopf أداة تجسيمية للحيوانات الصغيرة مع وحدة تحكم العرضالرقمية Kopf InstrumentsModel 940هاتف كوبف: 1-877-352-3275 فاكس: 1-818-352-3275 البريد الإلكتروني: sales@kopfinstruments.netZ-Series 3-DSP Bioamp ProcessorTucker Davis TechnologiesRZ5DTucker-Davis Technologies 11930 Research Circle Alachhua ، FL 32615 الولايات المتحدة الأمريكية Ph: 386-462-9622 www.tdt.comZ-Series 32-Channel StimulatorTucker Davis TechnologiesIZ2-32البرنامج مصحوب بدليل يناقش كيفية برمجة التجارب باستخدام منصة OpenEx ، والتي يمكن الوصول إليها هنا: http://www.tdt.com/files/manuals/OpenEx_User_Guide.pdfحزمة بطارية ليثيوم أيون 48 فولت لمحفز IZ2Tucker Davis TechnologiesLZ48-200 صندوق الفاصل 32 قناة ل PZ5Tucker Davis TechnologiesS-BOX_PZ5 حزمة برامج OpenEx Ext للتسجيل العصبي متعدد القنواتتاكر ديفيس تكنولوجيزOpenEx أقطاب تحفيز البلاتين والإيريديومPlastics One IncMS303 / 8-B / SPC ELECT PT 2C TW .005 "Plastics One Inc P.O.Box 21465 ، S.W. Roanoke ، VA 24018 ، PH 540-772-7950كابلات ثنائية القناة بين المحفز والمبدلPlastics One Inc305-441 / 2 W / Spring كابلات 2 قناة بين العاكس وقاعدة القطب الكهربائيالبلاستيك One Inc305-305 W / Spring 4 قنوات المبدلاتالبلاستيك One IncSL2 + 2C و SL2 + SC / SB