زرع تحت الجافية لمصفوفة القشرة الكهربائية الناعمة لتسجيل الفيزيولوجيا الكهربية القشرية في الخنازير الصغيرة

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

1. تخدير
   1. ما قبل التطبيب: اعزل أنثى خنازير غوتنغن الصغيرة (ن = 7) في عمر 2-6 أشهر (5-8 كجم) وصيامها طوال الليل. حقن مزيج من الميدازولام بمعدل 0.75 مجم / كجم ، والأتروبين عند 0.25 ميكروغرام / كجم ، وهالدول بمعدل 0.1 مجم / كجم داخل الجلد ، وانتظر حتى يتم تخدير. قم بوزن قبل المتابعة.
   2. تركيب الرصاص الوريدي (IV):
      1. ضع على طاولة الجراحة على وسادة تدفئة. تحفيز التخدير عن طريق وضع قناع للوجه على ، باستخدام سيفوفلوران بنسبة 3٪ -3.5٪.
      2. ضع مخطط كهربية القلب على البطن ، ومستشعر تشبع الدم على الذيل ، ومستشعر درجة الحرارة في فتحة الأنف.
      3. ضع سلك وريدي على وريد الأذن وتأكد من وصول الدم باستخدام حقنة مملوءة بالمحلول الملحي. تأكد من الحفاظ على رطوبة العينين باستخدام المرهم.
   3. التنبيب: حقن بلعة من الأتراكوريوم بمعدل 0.5 مجم / كجم ، والكيتامين بمعدل 1 مجم / كجم ، والفنتانيل بمعدل 1-2 ميكروغرام / كغ. ضع على ظهره للتنبيب. أدخل أنبوبا مقاس 4.5 مم.
   4. الأدوية: بعد التنبيب ، أوقف تخدير سيفوفلوران وقم بتركيب تسريب البروبوفول بمعدل 10 مجم / كجم / ساعة ، والفنتانيل بمعدل 2 ميكروغرام / كجم / ساعة ، وأتراكوريوم بمعدل 0.2-0.5 مجم / كجم / ساعة ، ومحلول ملحي بمعدل 4-7 مجم / كجم / ساعة. ابدأ بضخ المانيتول بمعدل 1 جم / كجم / ساعة لتقليل تورم الدماغ أثناء الجراحة><. ملاحظة: يمكن استخدام نظام تسكين متعدد الوسائط إذا أوصت به لجنة أخلاقيات المحلية.
2. المجال المعقم وتحضير الجلد: حلق سطح الرأس بالكامل خارج المجال الجراحي. باستخدام وسادة معقمة ، افرك الرأس جيدا بالبيتادين. بعد ذلك ، ضع ستائر معقمة على طاولة الأجهزة وعلى للكشف عن النافذة الجراحية فقط. أخيرا ، افرك الرأس مرة أخرى بقطعة معقمة باستخدام البيتادين.
3. حج القحف وبضع التحمل
   1. قطع الجلد: شق الجلد بسكين مشرط على طول خط الوسط. افصل العضلات والسمحاق (25 مم جانبيا من بريجما على كلا الجانبين و 40 مم من الأمام والخلف إلى بريجما) عن العظم باستخدام موزعات ووضع للحصول على الوصول الأمثل للحفر لاحقا.
   2. القياسات والعلامات: حدد بريجما ولامدا وقم بتمييزهما بقلم جراحي معقم (الشكل 1 أ ، ب). باستخدام مسطرة معقمة ، حدد مخطط السديلة العظمية المتمركزة حول هدف الزرع في نصفي الكرة الأرضية. في هذه الحالة بالذات ، تم اختيار القشرة السمعية ، بإحداثيات -5 مم إلى -15 مم من بريجما و -4 مم إلى -20 مم جانبيا. بعد ذلك ، اضبط حج القحف على حجم الغرسة والمعالم التشريحية ، مما يحد من حجم الفتحة.
   3. حج القحف:
      1. باستخدام مثقاب عظمي مع لقمة قطع مستديرة ، قم بحفر الخطوط العريضة لحج القحف ، مع مراعاة سمك الجمجمة. قم بري موقع الحفر بمحلول ملحي لتجنب ارتفاع درجة حرارة العظام.
      2. حفر المخطط التفصيلي بعناية بشكل متجانس حتى تصل إلى الأم الجافية. عند الاختراق الأول ، قم بإنهاء حفر المخطط التفصيلي حتى يصبح رقيقا بدرجة كافية لاختراقه تقريبا. بعد ذلك ، استخدم ملعقة مسطحة (إما على خط الوسط أو الجانب الجانبي) لكسر السديلة العظمية في قطعة واحدة ، باستخدام حافة حج القحف كرافعة. إذا واجهت مقاومة كبيرة ، فاستمر في ترقق العظام.
      3. ضع قطعة العظم في محلول ملحي معقم.
      4. بمجرد إزالة السديلة العظمية ، قم بتقطيع حافة حج القحف بعناية ، باستخدام Kerison لتجنب حافة العظم الحادة من قطع الأم الجافية.
      5. إذا صادف نزيف مفرط على الأم الجافية أو العظام ، فاستخدم Gelfoam أو شمع العظام ، على التوالي. ضع ضغطا رطبا (وسادة قياسية في محلول ملحي معقم) في حج القحف وكرر هذه الخطوة على نصف الكرة الآخر (الشكل 1 ب).
   4. بضع التحمل:
      1. باستخدام الإبرة من مجموعة خياطة 6-0 ، اخترق بعناية ورفع الأم الجافية في الطرف الأمامي أو الخلفي من حج القحف في منتصف الطريق بين الجانب الإنسي والجانبي وقم بإنشاء بداية شق بسكين الطعن.
      2. بعد ذلك ، باستخدام ملعقة مسطحة صغيرة يتم إدخالها في الفضاء تحت الجافية تعمل كقاعدة قطع لحماية القشرة ، قم بإنشاء شق أمامي خلفي في الأم الجافية عن طريق التقدم في وقت واحد مع كلتا الأداتين. تأكد من أن الشق أكبر قليلا من عرض الغرسة (الشكل 1C). في حالة حدوث أي نزيف أو ضرر في هذه الخطوة ، قم بتغطيته برغوة الجل وانتظر حتى يتوقف.
         ملاحظة: يجب تكييف مسار الشق في حالة وجود أوعية دموية كبيرة في الأم الجافية لتجنب النزيف.
4. غرس
   1. إدخال الجهاز:
      1. قم بري الغرسة (الشكل 2 أ) بالمحلول الملحي على كلا الجانبين بحيث تنزلق إلى الفراغ تحت الجافية بسهولة أكبر. ضع الغرسة فوق شق الأم الجافية ، وباستخدام ملقط صغير ، أدخل الجهاز تحت المدة عن طريق تحريكه بالتتابع على كل حافة.
      2. أمسك بعناية طرف قاعدة الجهاز وتقدم مع الغرسة حتى لا تخلق توترا يعيق الإدخال. عندما تكون حافة الموصل موجودة أعلى الشق ، أوقف الإدخال.
   2. تأمين الغرسة: لتثبيت الغرسة في مكانها ، ضع جسرا من التيتانيوم فوق الكابل بعد حافة حج القحف أو في أجنحة التثبيت وقم بتثبيته بواحد أو اثنين من المسماري من التيتانيوم باستخدام مفك البراغي المناسب (الشكل 1 د).
   3. وضع الأرض: قم بإزالة 1 سم من عازل الأسلاك الأرضية بعناية وأدخله بشكل فوقي في الطرف الخلفي من حج القحف (أو أي موقع فوق الجافية بعيدا عن القشرة ذات الأهمية أو الأوعية الدموية الكبيرة) (السلك في الشكل 1E)
   4. كرر الخطوات على نصف الكرة الجانبي المقابل.
   5. إغلاق الأم الجافة: قم بخياطة الأم الجافية بعناية حول كابل الغرسة باستخدام خياطة قابلة للامتصاص 3-0 وحامل إبرة صغير. اجمع حواف الأم الجافية معا قدر الإمكان دون تمزيق الغشاء الرقيق بسلك الخياطة (الشكل 1D ، E).
   6. وضع السديلة العظمية: قم بتثبيت جسر من التيتانيوم على الجزء الأمامي والخلفي من كل سديلة عظمية باستخدام برغي من التيتانيوم. احرص على التخطيط لوضع جسور Ti فيما يتعلق بوضع أرجل صفيحة القدم في الخطوات التالية. اربط نهاية جسور التيتانيوم بالجمجمة (الشكل 1F ، G).
5. وضع قاعدة التمثال ولوحة القدم
   1. تحديد المواقع: في هذا التكوين ، تحتوي صفيحة القدم على ستة أرجل مع فتحتين لولبيتين لكل منهما (الشكل 2 ب). خطط لوضع صفيحة القدم على الجمجمة لتحسين موقع البراغي (تجنب وضعها على حافة حج القحف أو في العضلة الصدغية). تخطي الثقوب الموجودة في الساقين إذا تعذر تثبيتها.
   2. تأمين صفيحة القدم: قم بربط مسامير التيتانيوم الخاصة بلوحة القدم حتى تصبح ثابتة في مكانها (انظر الشكل 1H).
   3. وضع قاعدة التمثال: قم بإزالة جسور التيتانيوم فوق كبلات التوصيل واقلب قاعدة التمثال لتهبط على صفيحة القدم. اربط قاعدة التمثال على صفيحة القدم. تأكد من أن قاعدة التمثال ثابتة في مكانها (الشكل 1I).
6. خياطة وإغلاق
   1. تنظيف الجرح: نظف المساحة تحت الجلد من أي عظم أو حطام آخر عن طريق الشطف بالمحلول الملحي. قم بقص بعض الجلد حول حواف قاعدة التمثال لإنشاء حافة مستديرة بعد الأسطوانة.
   2. الغرز تحت الجلد: قم بإزالة الموزعات وقم بطي اللوحات الجلدية معا. قم بإنشاء خيوط تحت الجلد بسلك خياطة غير قابل للامتصاص 4-0 ، على بعد 3 مم ، باستخدام خيوط بسيطة متقطعة أو خيوط بسيطة مستمرة. ابدأ بعيدا عن قاعدة التمثال ، وتحرك نحوها على جانبي الشق.
   3. الغرز الجلدية: خياطة الجلد باستخدام سلك خياطة غير قابل للامتصاص 6-0 ، مع خيوط بمسافة 5 مم. ابدأ بعيدا عن قاعدة التمثال ، وتحرك نحوها على جانبي الشق. احرص على تحقيق وضع جيد للأنسجة بين سدائل الجلد وبالقرب من حافة قاعدة التمثال لتجنب الفراغ (الشكل 1J).
   4. تضميد الجروح: نظف منطقة الجرح مرة أخرى بضمادة معقمة وبيتادين. ضع ضمادة معقمة ذاتية اللصق على الجرح.
7. الاستيقاظ: بعد إجراء جميع القياسات ، انزع عن جميع التخدير ولكن احتفظ به تحت التهوية. لتسكين الألم ، ضع لصقة بوبرينورفين (25 مجم / ساعة) لمدة 24 ساعة. ضع على وسادة تدفئة مغطاة بالستائر لتسريع وقت الاستيقاظ. عندما يتم استعادة التنفس التلقائي ، قم بإخراج ووضعه تحت قناع الوجه بالأكسجين حتى يتم استعادة الوعي (والذي قد يستغرق من 1 إلى 4 ساعات).
8. رعاية بعد الجراحة: لمدة 5 أيام ، أبق تحت المراقبة الدقيقة. أعط جرعة من السيفاليكسين بمقدار 75 مجم مرتين يوميا مع الطعام ، منفصلا عن الأخرى. قم بتطهير الجرح يوميا عن طريق وضع كميات وفيرة من البيتادين مع ضمادات معقمة منقوعة (يفضل القيام به أثناء الرضاعة).
   ملاحظه: الرعاية والإسكان على المدى الطويل: يتم عزل الذي يتم تشغيله لمدة 24 ساعة. يتم إعادته إلى مجموعته الاجتماعية الأصلية إذا كان جيدا بما يكفي للتفاعل اجتماعيا مع أقرانه. يجب إجراء المراقبة اليومية لقاعدة التمثال وفتحة الجلد لمتابعة تكامل الجهاز على الرأس. عند الاقتضاء ، قم بتنظيف الموقع حول قاعدة التمثال بكميات وفيرة من البيتادين.

1. النشاط التلقائي: قم بتوصيل نظام التسجيل اللاسلكي من خلال قاعدة التمثال وسجل نشاط خط الأساس لمدة 2-3 دقائق. ستكون هذه التسجيلات بمثابة عنصر تحكم لتحليل الإمكانات السمعية.
الإمكانات
2. السمعية المستحثة: بالإضافة إلى النظام اللاسلكي ، أدخل مكبرات الصوت في حقل مغلق في آذان. تشغيل التحفيز الصوتي المتفجر بترددات مختلفة (تتراوح من 200-20,000 هرتز) عند مستوى ضغط الصوت (SPL) يبلغ حوالي 70 ديسيبل (SPL) على مدى 120 تكرارا. بعد ذلك ، قم بحساب متوسط التسجيلات ومواءمتها خلال فترة التحفيز للتحليل.
3. الإمكانات الحسية المستحثة: ضع الإبر في الخطم في ثلاثة أوضاع مختلفة. استحضار الإمكانات الحسية عن طريق تحفيز الخطم لمدة ~ 30 ثانية باستخدام مولد النبض بسعات مختلفة للحصول على منحنيات التوظيف.

1. اتبع نفس الإجراء الموضح في القسم 2 لتسجيل إشارات اليقظة من الدماغ. قم بتوصيل المسرح اللاسلكي إما عن طريق إمساك بين ذراعي المجرب أو إطعام بالمكافآت لتشتيت انتباهه. قم بتوفير التحفيز الصوتي باستخدام مكبرات صوت خارجية موضوعة بالقرب من.

الشكل 1: زرع ECoG ناعم طفيف التوغل على الدماغ.(أ) الوصول الجراحي إلى الجمجمة ، مع إشارة إلى البرجما. (ب) حج القحف الثنائي مع الأم الجافية المرئية. (ج) شق بضع التحمل في نصف الكرة الأول. (د) الزرع تحت الجافية لإغلاق ECoG الناعم والجافة. (ه) شق التحمل الساخن في نصف الكرة الثاني. تثبيت السديلة العظمية على نصف الكرة الأول باستخدام جسور التيتانيوم. (و) زرع ECoG الناعم في نصف الكرة الثاني وإغلاق الأم الجافية. (ز) تثبيت السديلة العظمية في نصف الكرة الثاني. (ح) وضع صفيحة القدم على الجمجمة. (ط) تثبيت قاعدة التمثال على صفيحة القدم. (ي) إغلاق الجلد حول قاعدة التمثال.

الشكل 2: قاعدة متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي. (أ) نظام توصيل عبر الجلد المتوافق مع التصوير بالرنين المغناطيسي المزمن (قاعدة التمثال) للوصول إلى مجموعة الأقطاب الكهربائية الناعمة. (ب) قاعدة مع أقطاب كهربائية مثبتة على صفيحة القدم لتثبيت الجمجمة. داخلي: تفاصيل صفيحة القدم.