$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. إعداد الجراحية للحيوانات
1. الموضوعات التجريبية
استخدام الفئران لB6.Cg-TG (Thy1-COP4/eYFP) خط المعدلة وراثيا 18Gfng / J 9؛ JAX سلالة # 7612) أو الفئران الأخرى معربا عن الأزرق قناة الموجبة حساسة للضوء، Channelrhodopsin-2، في الخلايا العصبية الدماغية القشرية. تطبيق الضوء الأزرق إلى قشرة الدماغ من B6.Cg-TG (Thy1-COP4/eYFP) خط المعدلة وراثيا 18Gfng / J يتسبب في الخلايا العصبية الهرمية معربا عن Channelrhodopsin-2 ليزيل الاستقطاب والخضوع العمل إمكانات 9،10. ونتيجة لذلك من تنشيط الخلايا الهرمية، يتم تنشيط interneurons المحلية، ويتم نشر التغيير في القدرة على الخلايا العصبية خارج موقع من التحفيز 10. إجراء عمليات جراحية تحت ظروف معقمة في التقيد بالمبادئ التوجيهية التنظيمية المطبقة: الأدوات الجراحية الأوتوكلاف وsoftpacks (حقل الجراحة، ومنصات الشاش)؛ الساخنة حبة تعقيم جميع الأجهزة التي تتحمل الحرارة معدنية مزروع (القنيات، ومسامير وأسلاك)لثوانى-30؛ تطهير للحرارة التعصب الأجهزة القابلة للزرع (كابل الألياف البصرية، موصل البلاستيك) مع تراجع 10-ثوانى في الإيثانول؛ ضربة الايثانول انخفض البنود الجافة بتطبيق الهواء المعلب.
2. التخدير، والتنسيب التجسيمي وتصفية الجمجمة
استخدام ال 6 المتكاملة إيمباك موضوع المريض (VET تجهيز المؤتمر الوطني العراقي) لنظام تخدير الماوس. استخدام الأكسجين 5٪ Isoflurane/95٪ لتحريض و 3٪ أكسجين Isoflurane/97٪ للصيانة أثناء الجراحة. وضع الحيوان على بطانية المتداولة في المياه تعيين إلى 37 C. وليس من الضروري لمراقبة درجة حرارة الجسم إذا تم الإبقاء على بطانية في درجة الحرارة هذه.
3. إعداد الجمجمة لزراعة
إعداد الموقع من قبل شق حلق جميع الفراء من أعلى الجمجمة. وينبغي توسيع نطاق منطقة حلق أفقيا من الأذن إلى الأذن والأمامي الخلفي من العين إلى نهاية الخلفي من الجمجمة. تطهير الجلد المعرض مع consecutiv 3يتبع مسحات (ه) من betadine من الايثانول. إجراء شق وسطي على الجزء العلوي من الجمجمة، من بين العينين إلى الجزء الخلفي من الجمجمة. تنظيف الجمجمة مع بيروكسيد الهيدروجين وملحي معقم (0.9٪ كلوريد الصوديوم). السيطرة على النزيف مع أداة الكي. تحديد موقع ووضع علامة bregma وامدا لتحديد إحداثيات التجسيمي. يتم عرض إحداثيات التجسيمي للتكوينات التحفيز الكهربائي / optogenetic التي استخدمناها في الجدول (1) ويظهر الشكل 1A في تخطيطي.
4. إعداد مواقع على زراعة الجمجمة
استخدام الحفر بسرعة عالية الأسنان مع قليل 0.5mm لدغ الكرة لإقامة كل موقع زرع في الجمجمة. الشطب الهامش الخارجي للكل ثقب باستخدام 0.7 مم بت لدغ الكرة لتسهيل الإدراج المسمار.
5. الإدراج وتأمين قنية، EMG العروض والعروض EEG
إدراج مسامير EEG (0.8mm في الطول، مع 2 سم من 3 غير المصقول0-قياس المعلبة والنحاس حافلة سلك ملحوم قبل أن المسمار الرأس) في الثقوب وحملهم في فترة زمنية محددة مع يد مفك الثورات 4-5 تقريبا للحصول على العمق المطلوب. عقد القنيات دليل في مكان مع حامل قنية التجسيمي ثم يضعوا لهم الجمجمة والمراسي مع الاسمنت الاكريليك. يجب على كل قنية دليل تحتوي على قنية همية / مرود (بلاستيك واحد، الجزء # C312 DC \ 1) من وقت لعملية جراحية لوقت التجريب (10-14 يوما) للحفاظ على سالكية.
6. إغلاق الموقع الجراحية
مرة واحدة يتم وضع المخ والقنيات دليل في الجمجمة والسندات معا مع الاسمنت الاكريليك الأسنان (الأسنان لانغ - اورثو جيت الأسمنت). بعد مجموعات الأسمنت ووضع موصل البلاستيك (بيناكل الجزء تكنولوجيا # 8402) فوق التلة الاسمنت المجففة. جندى ينتهي من الأسلاك المنبثقة عن EEG يؤدي إلى جهات الاتصال على الموصل البلاستيك. غلف السلك يؤدي في الأسمنت. ثم رسم الأسلاك EMG من خلال العضلات القفويق عن طريق تحريك لهم في برميل إبرة مثقوبة من خلال 21ga العضلات. ربط عقدة مزدوجة جراح لخياطة النايلون 5-0 للتغلب على هذه الأسلاك البعيدة لمجرد الخروج من حيث العضلات. خياطة معا مرة أخرى في الجلد الذي تراجع للوصول إلى الأنسجة العضلية واحدة مع عقدة الجراح توقف، وذلك باستخدام قطع عكس P-3 إبرة خياطة و 5-0 النايلون.
7. تسكين بعد الجراحة والإنعاش
إدارة البوبرينورفين بمثابة مسكن (0.1 مجم / كجم، تحت الجلد) وفلونيكسين أنتيمونيات (0.1 مجم / كجم، تحت الجلد) ومضاد للالتهابات مباشرة بعد الجراحة، ويوميا على 1-2 ايام بعد الجراحة. السماح لاستعادة الحيوانات في مستوى ظروف السكن المستعمرة لسبعة أيام على الأقل قبل التجريب. مع عدم وجود الرعاية السكنية مستعمرة إضافية غير القياسية، يمكن توقع أن تبقى القنيات براءة اختراع لمدة أسبوعين على الأقل مع stylets الساكن تأمين في المكان. ويمكن أيضا أجهزة استشعار EEG EMG ويتوقع أن تحتفظوظائف لهذه المدة.
2. جيل من البقول الخفيفة موقوت
1. برمجة وحدة التحفيز MC
توصيل الوحدة MC-التحفيز (موضوع متعدد الأنظمة قناة) عبر اتصال USB إلى جهاز كمبيوتر سطح المكتب. استخدام جداول البيانات مثل واجهة المستخدم MC-التحفيز لبرنامج وحدة التحفيز MC. أدخل TTL المطلوب (الترانزستور الترانزستور المنطق) الجهد للفترة على وفترات من التحفيز داخل وخارج فترات، وعدد من الدورات في الثانية الواحدة المطلوب، والعدد الإجمالي للدورات متكررة للدورة التحفيز بأكمله. لمزيد من التفاصيل انظر MC-التحفيز التقنية دليل:
3. تصنيع / جمعية العلاقات العامة الألياف البصريةالإجسام سمنة لتسليم الخفيفة إلى قشرة الدماغ
- تم العثور على اللوازم والمعدات اللازمة في: http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf
- قطع وصقل كابلات الألياف البصرية. http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf
4. جمعية Optogenetic القوارض نظام تحفيز
1. واجهة من MC-التحفيز وحدة والليزر
مرة واحدة يتم برمجة وحدة MC-التحفيز، تشغيله كمولد إشارة مستقل من ثنائي فولت 5-ON / OFF إشارة. توصيل الوحدة MC-التحفيز للسلطة TTL وحدة تمكين من الليزر مع موصلات BNC.
2. إنتاج خرج الليزر عبر كابل الألياف البصرية
استخدام شاشة عرض رقمية والطلب المتغير انتاج الطاقة من الليزر وحدة الطاقة إلى دليللاي ضبط انتاج الطاقة من الليزر. توصيل الوحدة قوة الليزر ليزر عبر كبل الشريط. توصيل FC الإناث (الطويق موصل) محول الألياف من الليزر إلى الرابط FC ذكر على الكابل التصحيح الألياف البصرية (بطول م 3، 200 ميكرون قطر الألياف الزجاجية التوصيل المغطى في ضوء يعكس اكريليت البوليمر الكسوة).
3. نقل ليزر للحيوان: عاكس الروتاري
قم بتوصيل كابل الألياف البصرية الناشئة (3 م في الطول) وكابلات الألياف البصرية تسليم (45 سم في الطول) إلى معارضة نهايات مشتركة الروتاري التغليف العدسات البصرية الموازاة اثنين (العدسات دوريسي). الألياف البصرية مفصل دوار بمثابة العاكس: كما يتحرك الحيوان حول قفصه ومفصل دوار يدور لمنع الكسر من الكابلات والألياف البصرية. استخدام العلاقات كبل البلاستيك لتركيب العاكس لمعدن تقف وضعت فوق القفص أسطواني الذي يقع الحيوان.
4. ربط تسليم الألياف البصريةكابل تاريخية
كبح الماوس باستخدام يد واحدة لحفظ الماوس تحت النخيل المقعر. توجيه رئيس الأوسط بين المجرب والسبابة. إزالة دمية قنية من قنية دليل ضعت لقنية الألياف البصرية. مسح قنية دليل الحطام باستخدام إبرة معقمة 25ga. إدراج كابل الألياف البصرية من جهة، وربط لدليل قنية الألياف البصرية مع غطاء المسمار مترابطة إنقاذها من قنية همية. السيطرة على عمق إدخال كابل الألياف البصرية في الدماغ عن طريق ربط عقدة الخيط على الكابل والألياف البصرية على مسافة ثابتة من نهاية ذي المشقوق. يظهر جهاز كامل التجريبية في الشكل 1B.
5. قياس EEG محددة النوم والتركيز اللاكتات خلال تحفيز Optogenetic
1. Precalibration من أجهزة الاستشعار اللاكتات
يتم تنفيذ ما قبل معايرة أجهزة الاستشعار اللاكتات مع في المختبرمجموعة (بيناكل الجزء تكنولوجيا # 7000-K1-T). جهاز الاستشعار هو معايرتها في الفوسفات مخزنة المالحة (الرقم الهيدروجيني 7.4)، ثم تعرض لثلاث تركيزات اللاكتات-L بطريقة تدريجية في البروتوكولات المصنعة.
2. الإدراج من أجهزة الاستشعار واللاكتات كابل EEG
إدراج استشعار ما قبل معايرة في الجمجمة محمولة على قنية دليل اللاكتات بطريقة مطابقة للكابل الألياف البصرية إجراء الإدراج (القسم 4.4). توصيل استشعار اللاكتات إلى المضخم من biosensor 8400 بيناكل مع موصلات المكونات ثنائي القطب. هذا المضخم إرفاق موصل إلى 8-دبوس على headmount جراحيا مزروع.
3. إنشاء Optogenetic كثافة التحفيز
قبل جمع البيانات، استخدام عنصر التحكم شدة مقبض الليزر لضبط شدة التحفيز optogenetic. فإن مدى الاستجابة تختلف باختلاف EEG الحيوانات، وذلك بسبب العوامل التي لم تدرس دراسة منهجية، وهي يجب التحقق عن طريق التفتيش البصري د في بداية التحفيز. في الممارسة العملية، ومن شأن شدة 80-120 μWatts تنتج عادة زيادة في السعة EEG ما يقرب من 50٪ في وتيرة التحفيز. بعد تحليل سريع مخصص تحويل فورييه (انظر القسم 5.5) ضروري لتحديد حجم المطلقة للاستجابة.
4. جمع البيانات
جمع البيانات باستخدام نظام بيناكل 8400: http://pinnaclet.com/pal-8400.html .
5. معالجة البيانات مع Neuroscore
تصنيف الدول النوم عن طريق التفتيش البصري للبيانات EEG EMG ومع واجهة Neuroscore (DataSciences، الدولية: http://www.datasci.com/products/software/NeuroScore_CNS_Software.asp ) أو واجهة Sirenia (بيناكل التكنولوجيا:F = "http://www.pinnaclet.com/sirenia.html" الهدف = "_blank"> http://www.pinnaclet.com/sirenia.html). معالجة البيانات في عشر الثانية والعهود و، غير أعقاب العين السريعة الحركة النوم، أو النوم حركة العين السريعة على أساس EEG EMG و. حفظ البيانات في جداول بيانات Microsoft Excel للتحليل إضافية واختبار الإحصائية.