Method Article

تطويع التكنولوجيا مجموعة ميكروليكترودي لدراسة السمية العصبية الناجمة عن التخدير في الدماغ سليمة خنزير صغير

DOI:

10.3791/57391

⸱

May 12th, 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Anesthesiology, Ohio State University College of Medicine, 2Medical Student Research Program, Ohio State University College of Medicine, 3Department of Anesthesiology and Pain Medicine, Nationwide Children's Hospital, 4Department of Neuroscience, University of Kentucky Medical Center

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هذه الدراسة يستكشف استخدام الرواية المستندة إلى الإنزيم ميكروليكترودي الصفيف (طيران الشرق الأوسط) التكنولوجيا لرصد في فيفو النشاط العصبي في الخنازير. وكان الفرضية القائلة بأن التقلبات غلوتامات تساهم إليه العصبية مخدر. نقدم هنا، بروتوكولا لتكييف التكنولوجيا شركة طيران الشرق الأوسط لدراسة إليه العصبية الناجمة عن التخدير.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

كل عام ملايين أطفال الخضوع للتخدير للعديد من الإجراءات. ومع ذلك، دعا الدراسات في كل من الحيوانات والبشر التشكيك في سلامة التخدير في الأطفال، تورط المسكنات كما يمكن أن تكون سامة للدماغ في التنمية. وحتى الآن، لا توجد دراسات بنجاح قد توضيح الآليات بالتخدير التي قد تكون سامة للأعصاب. الدراسات الحيوانية السماح بالتحقيق في مثل هذه الآليات، والخنازير الولدان تمثل نموذجا ممتازا لدراسة هذه الآثار نظراً لتشابهها الإنمائية ملفتة للنظر إلى الدماغ البشري.

هذا البروتوكول تتكيف مع استخدام التكنولوجيا المستندة إلى الإنزيم ميكروليكترودي الصفيف (طيران الشرق الأوسط) كطريقة جديدة لدراسة الآليات العصبية الناجمة عن التخدير (العين). تمكين الرصد في الوقت الحقيقي في فيفو النشاط العصبي الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف وتقديم قرار استثنائي الزماني والمكاني. هو الافتراض بأن العصبية مخدر يرجع في جزء منه غلوتامات التقلبات والاتفاقات البيئية متعددة الأطراف توفر طريقة لقياس غلوتامات. رواية تنفيذ تكنولوجيا طيران الشرق الأوسط في نموذج خنزير صغير يمثل فرصة فريدة لدراسة العين.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في كل عام، ملايين أطفال الخضوع للتخدير لإجراءات الغازية وغير الغازية على حد سواء في الولايات المتحدة1. لسنوات، وقد طمأن مقدمي التخدير آباء سلامة المسكنات، حتى في الأطفال الصغار والولدان. ومع ذلك، في عام 1999 وجد أن العابرة انسداد من النوع الفرعي N-الميثيل-د-اسبارتاتي (نمدا) مستقبلات الغلوتامات أثناء الحياة المبكرة يمكن أن يسبب انتشار الخلايا العصبية في الفئران2. مؤخرا، أصدرت إدارة الأغذية والعقاقير رسالة سلامة المخدرات سوف تتطلب التسميات المخدرات مخدر لتضمين تحذير حول التخدير العام وآثارها السلبية المحتملة على العقول النامية من الأطفال الذين تقل أعمارهم عن 3 سنوات من العمر (الولايات المتحدة للأغذية و إدارة المخدرات، 2017). ومع ذلك، هناك حاجة إلى توضيح الآليات الممكنة والتدابير المحتملة محصن.

النشاط العادي لأجهزة الإرسال العصبية مثل الجلوتامات وحمض غاما الأمينية زبدي (GABA) هما أمران حاسمان للنماء العصبي الطبيعي أن يحدث. على الرغم من أن معظمهم من سبل المشاركة في العين لا يزال بعيد المنال، من المرجح جداً أن تشارك منذ المسكنات من المعروف أن تعدل هذه المسارات لإنتاج اللاوعي نظم العصبي. على وجه الخصوص، الأسباب غلوتامات العصبي ضادات excitotoxicity عندما يكون نشاطها dysregulated. وتشارك هذا العصبي عادة في الخلايا واللدونه العصبية، والنمو متشابك والعصبية، وعدد من وظائف الدماغ أهمية حاسمة أخرى. بيد يمكن أن يتسبب تنشيط المطول مستقبلات الغلوتامات excitotoxicity والخلايا العصبية، خاصة تحت ظروف الإجهاد مثل الجراحة، والحرمان من الأكسجين، وانخفاض الطاقة توفر3. ملزمة من الغلوتامات إلى نمدا قد ثبت مستقبلات تسبب نا+ و Cl− تدفق. ديبولاريزيشن اللاحقة ويعتقد أن يؤدي إلى فتح Ca2 + قناة والإفراج عن كاليفورنيا داخل الخلية2 + 4محلات تجارية. هذا الخلل قد يؤدي إلى سلسلة اختلالات الأيض التي في نهاية المطاف خفض انتشار الخلايا العصبية، وزيادة التهاب، وتؤدي إلى موت الخلايا العصبية. وعلى الرغم من هذه الفرضيات، تظل الآليات الحقيقية للعين غير واضحة5. بسبب دورها في المبرمج، يمثل التقلبات غلوتامات مساراً رواية التي قد تساهم في إليه استموات الخلايا العصبية الموثقة سابقا، سمة من سمات العين.

أحد العوائق في دراسة العمليات العصبية هو تعقيدها عالية، لا سيما في الإعداد لتنمية الخلايا العصبية. الأشهر القليلة الأولى من الحياة هي الفترة القصوى من التعرض للإصابة، خلال معظم الخطوات الهامة لتنمية الخلايا العصبية مثل المبرمج الفسيولوجية (تشذيب العصبية)، سينابتوجينيسيس، جليوجينيسيس، ومييلينيشن تأخذ مكان6 . ونظرا للطبيعة المعقدة للاتصالات العصبية، وصعوبة دراسة هذه العمليات دون تعطيل وظيفة الجهاز العصبي المركزي طبيعية، التكنولوجيات الجديدة قد وضعت التي تهدف في فيفو الكشف والتحديد الكمي للعناصر الهامة الاتصالات العصبية.

تكنولوجيا طيران الشرق الأوسط المرتبط بالانزيم كطريقة جديدة لدراسة آليات العين في نموذج خنزير صغير ذات صلة سريرياً في هذه الدراسة. يمكن استخدام هذه التكنولوجيا لدراسة معقدة في فيفو العمليات الكهروكيميائية الدماغ، بما في ذلك التقلبات غلوتامات. تسمح مواقع التسجيل البلاتين 4-قناة مدمجة للاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف (2 غلوتامات تراعي مواقع ومواقع الحارس 2) الرجوع إلى الذات، الذي يسهم في الكشف عن دقة. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تطبيق طبقة استبعاد لكل قطب، تخول الانتقائية بمنع الجزيئات الأخرى التدخل من يجري الكشف عن7. وعلاوة على ذلك، يسمح تصميم الأضواء شركة طيران الشرق الأوسط للصدمات الأنسجة ضئيلة بالمقارنة مع التكنولوجيات السابقة. وتمنح هذه الميزة نفس للاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف دقة مكانية أعلى، مما يسهل دراسة المناطق المجهرية في الدماغ. على سبيل المثال، يمكن أن تكون مناطق منفصلة الحصين (المغزلي المسنن، CA1، CA2) تحديداً درس8. تفاصيل محددة عن الأداء الوظيفي للاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف قد تم وصفه سابقا9.

بالمقارنة مع شركة طيران الشرق الأوسط كهربية، ميكرودياليسيس يتضمن غشاء وضعت بين الحل للفائدة وحل لتكوين مماثل، مما يتيح الكشف عن السوائل خارج الخلية التغييرات10. على الرغم من أن ميكرودياليسيس هو الدعامة أساسية للكيمياء العصبية، ومنذ فترة طويلة تستخدم للكشف عن أجهزة الإرسال العصبية، فقد عيب الوقت منخفضة القرار، تأخر الكشف عن تغير غلوتامات، وأنسجة كبيرة صدمة11.

الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف غير مباشر يمكن الكشف عن أجهزة الإرسال العصبية مثل الجلوتامات واستيل الكولين، باستخدام الإنزيمات أوكسيديز المناسبة التي تنتج جزيئات مراسل اليكترواكتيفي مثل ح2س2 أو س212،13 .

تكنولوجيا طيران الشرق الأوسط قد استخدمت على نطاق واسع من الفئران والمقدمات غير البشرية لدراسة السمية العصبية في سياق العمليات الفيزيولوجية المرضية عدا العين7،14. بين بعض من هذه العمليات الفيزيولوجية المرضية، وتستخدم تكنولوجيا طيران الشرق الأوسط لدراسة مرض الزهايمر والصرع وإصابات الدماغ الرضية وتأثير المركبات الدوائية على الاتصالات متشابك8،15 , 16 , 17-على الرغم من أن الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف وقد استخدمت لدراسة هذه الأمراض في الفئران والمقدمات غير البشرية، تشابه إنمائية عالية بين البشر والعقول خنزير صغير يجعل تكييف تكنولوجيا طيران الشرق الأوسط في الخنازير تقنية مناسبة جداً للدراسة العين الآلية (الآليات)18.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الخنازير (البري Sus) ترد عن طريق مزرعة محلية وافق مسبقاً "رعاية الحيوان المؤسسية في أوهايو الدولة الجامعة" (أوسو) واستخدام اللجنة (إياكوك). وعقب الموافقة على البروتوكول، تتم التجريب الحيوانية وفقا لسياسة إياكوك.

1-الخنازير والتعامل مع خنزير صغير

  1. استخدام الخنازير الذكور والإناث بطريقة منتظمة وعشوائية للقضاء على أي الإرباك القائم على الجنس المحتملة وفقا للمبادئ التوجيهية سيصلون19.
    ملاحظة: منذ فترة نمو الدماغ القصوى خلال 3-5 أيام من الولادة خنزير صغير، يتم التجريب فقط مع الخنازير القديمة 3-5 أيام.
  2. ضمان وصول الخنازير في فيفاريوم مالا يقل عن 24 ح قبل التجريب للسماح للتأقلم على البيئة.
    ملاحظة: يوفر الموظفين البيطريين المدربين رعاية الحيوان الروتينية. الخنازير تربى في أقفاص منفردة الحفاظ على درجة الحرارة، وترصد باستمرار وتلقى محل لبن مغذيا بصورة كاملة libitum الإعلانية لمنع نقص السكر في الدم. الخنازير أيضا الاحتفاظ بدون استبدال الحليب (النيل كل نظام التشغيل)، لعلى الأقل 3 ساعات قبل التخدير ويتم تزويد البطاطين ولعب الأطفال لضمان مستويات طبيعية من التحفيز. إذا كان ذلك ممكناً، تبقى الخنازير متعددة في نفس القفص للسماح للتنشئة الاجتماعية.

2-التنمية والتخصيص للاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف لدراسات العين في نموذج خنزير صغير

ملاحظة: تستخدم هذه التقنية المستندة إلى إنزيم الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف التي هي مغلفة مسبقاً مع الإنزيم ومطلي مع m-فينيلينيدياميني هيدروكلوريد (mPD). وكانت الأقطاب مخصصة مصممة مع رمح جامدة 40 ملم والمصنعة للاستخدام في الخنازير (الشكل 1).

  1. لتجنب التكرار، يرجى الاطلاع على وصف تفصيلي لإعداد اتفاق بيئي متعدد الأطراف والمعايرة كما تم وصفه سابقا15 (الشكل 2).

3-التخدير واستخدام جهاز ستيريوتاكسيك مخصصة خنزير صغير

  1. تخدير الحيوانات باستخدام محطة عمل تخدير مع تهوية مناسبة وأجهزة الرصد، ورصد المعايير الفسيولوجية مثل oximetry النبض وضغط الدم غير الغازية وكهربيه ودرجة الحرارة في جميع أنحاء ووصف هذه التجربة بأكملها كما سبق19. التنبيب وتهوية الخنازير وإدارة التخدير سيفوفلوراني بتركيز السنخية الحد الأدنى 1 (ماك) (حوالي 2.5-3 في المائة) ل h. 3.5 التأكد من أن الموظفين المدربين مختبر أعضاء الحالية لهذه التجارب. إزالة الفراء تغمر المنطقة الجراحية باستخدام مقص كهربائي قبل إعداد الجلد.
    ملاحظة: التركيز ومدة مخدر يستخدم يسمح تجربة لمحاكاة طول الوقت التعرض الفعلي التخدير أثناء إجراء العمليات جراحية. بالإضافة إلى ذلك، سيفوفلوراني الأكثر شيوعاً يستخدم التخدير العام في طب الأطفال السكان مما يجعل التحقيق المحيطة بالسلامة ذات أهمية قصوى.
  2. قبل إيداعه في الإطار ستيريوتاكسيك، تبدأ روكورونيوم تحميل جرعة من 2.5 ملغم/كغم وضخ 1.5 ملغ/كغ/ساعة لمنع حركة الحيوانات بينما حصل في الإطار.
    1. ويؤكد تو-رشة مكان خنزير صغير في الإطار ستيريوتاكسيك الخاصة خنزير صغير مرة عمق الكافي للتخدير.
    2. توفير المساحات الكافية داخل الإطار ستيريوتاكسيك بوضع خنزير صغير على منصة الاحترار الجوي القسري مع ترك مساحة إضافية (مثلاً، ذو positioner) لمنع قرحة الضغط.
    3. ضع أسنان الفك العلوي فوق الأسنان بار (الشكل 3).
      ملاحظة: ينبغي أن يكون شريط الأسنان على مستوى كاف لعقد الجمجمة بحزم شديد في المكان.
    4. فيكس وتشديد أشرطة الإذن اختراق داخل الأذنين، مع الحرص على ضمان أن الخنزير الصغير في وضع خط الوسط. موقف يحمل نصائح أشار من جانبية داخل قناة الإذن وإدراج الإذن أشرطة إيمانا راسخا بما فيه الكفاية لسماع الصوت "البوب" المرتبطة باختراق غشاء الطبل. إيمانا راسخا إرفاق أشرطة الإذن بالجمجمة وإدراج إلى عمق متساوية على كل جانب من أجل منع حركة الجمجمة من خلال التجربة (الشكل 4، الفريق A).
      ملاحظة: من الأهمية بمكان الحفاظ خنزير صغير الدافئة (~ 37.8-38.6 درجة مئوية) ورصد درجة الحرارة بشكل مستمر أثناء الإجراء بأكمله للحفاظ على نورموثيرميا. وهذا يمكن إنجازه عن طريق بطانية و/أو مصباح حرارة. تأكد من وضع مصباح الحرارة على مسافة مناسبة لتجنب حرق الجلد للحيوان.
  3. إنشاء شق خط الوسط 4-6 سم على طول الجمجمة استخدام الحذر لتجنب التهديف في الجمجمة مع دون مشرط. مجرد الشق، استخدام تراجع لطيف وتشريح حادة لرفع مستوى فروة الرأس من الجمجمة. بلطف فرك الجمجمة مع وسادة شاش لإزالة أي الأنسجة الضامة وفضح خطوط خياطة (الشكل 4، ب الفريق).
    ملاحظة: ليس من الضروري الإبقاء على العقم خلال تجارب غير البقاء على قيد الحياة. ومع ذلك، يجب الحفاظ على العقم خلال تجارب البقاء على قيد الحياة.
  4. كذلك تعكس فروة الرأس، إذا لزم الأمر، فضح مجال الاهتمام وتحديد الموقع المقصود اوديما (الشكل 5، الفريق A). استخدام حفر جراحية لإنشاء نافذة اوديما حوالي 0.25 سم2 (قد يكون أكبر أو أصغر تبعاً لأهداف تجريبية) تغمر هيكل الفائدة، استخدام الحذر لا تجرح دوراً أو الدماغ الكامنة (الرقم 5 ، والفريق باء). استخدام مقص الجراحية الدقيقة للمكوس دوراً تغمر أنسجة المخ (الشكل 5، ج الفريق).
  5. ضع مسرى عمودياً قدر الإمكان على بريجما بتأمين ذراع معدنية من هيدستاجي إلى ميكرومانيبولاتور ستيريوتاكس خنزير صغير. انخفاض مسرى قدر الإمكان دون لمس سطح الجمجمة. تسجيل إحداثيات بريجما (الشكل 6، والفريق A).
    1. تحديد الأمامي الخلفي والجانبي الآنسي ينسق فضلا عن عمق الهيكل للاهتمام حيث أنها تتصل بريجما. تحديد إحداثيات ستيريوتاكسيك باستخدام الأنواع وأطلس ستيريوتاكسيك العمر المناسب. في هذه الحالة، استخدم أطلس ستيريوتاكسيك وضعت خصيصا للخنازير20.
    2. تغيير موضع مسرى حيث يحتوي الموقع الأمامي الخلفي والجانبي الآنسي المناسب، كفالة عمودي على السطح ميكروليكترودي والجهاز. مكان مسرى التضليلية المرجع تحت فروة الرأس، ضمان الاتصال مع الحيوان (الشكل 6، ب الفريق).
    3. ببطء لطف، أقل مسرى إلى عمق المناسبة في الدماغ باستخدام الذراع ستيريوتاكسيك. للنهائي 2 مم، استخدام microdrive هيدروليكية إلى محرك أقراص آخر مسرى إلى المكان المحدد (الشكل 6، ج الفريق).
      ملاحظة: يجب أن أوفيرلي موقف القطب النافذة اوديما. سوف تختلف عمق القطب اعتماداً على بنية الدماغ للفائدة. ليس من الضروري إغلاق شق عند انتهاء جمع البيانات في تجارب غير البقاء على قيد الحياة.

4-قياس غلوتامات خارج الخلية تحت التخدير سيفوفلوراني

  1. تكفل خنزير صغير تحت الرصد الفيزيولوجي المستمر في جميع أنحاء هذا الإجراء بأكملها. يتم تخديره الخنازير إينهالاتيونالي (عن طريق مخروط الوجه) تحضيرا لهذا الإجراء.
  2. بعد غرس اتفاق بيئي متعدد الأطراف، انتظر 30 دقيقة مسرى للوصول إلى خط الأساس التأكد من أنه سيتم الحصول على القياس الصحيح ح 3 (الشكل 7).
  3. ويدير 0.25% bupivacaine (1 مل/كجم) تحت الجلد في موقع الجراحة لمعالجة الألم بعد العمل الجراحي. وبالإضافة إلى ذلك، تعطي البوبرينورفين الإفراج المستدام هو تحت الجلد q72h حسب الحاجة.

5-نضح والتضحية

  1. تنفيذ إجراءات جمع الأنسجة نضح والدماغ كما هو موضح سابقا21. للعمليات الجراحية غير البقاء على قيد الحياة، هي euthanized الحيوانات مباشرة بعد التجريب في حين لا تزال تحت التخدير العام.
  2. إجمالي المقاطع العرضية للدماغ خنزير صغير الثابتة واستخدام الفحص المجهري الخفيفة لتصور مسار القطب كما هو موضح سابقا22 السماح بتحقق وضع اتفاق بيئي متعدد الأطراف، ضمان التنسيب السليم في المجال الاهتمام.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمكن أن توفر هذه الدراسة من مفهوم الإثبات مع المستندة إلى إنزيم تكنولوجيا طيران الشرق الأوسط السيراميك في نموذج خنزير صغير استثنائية من التبصر في ديناميات غلوتامات الكامنة وراء العين. وتوضح هذه الدراسة كذلك أن تكنولوجيا شركة طيران الشرق الأوسط على أساس إنزيم يمكن تكييفها بنجاح في نموذج خنزير صغير لقياس التغيرات الفسيولوجية والمرتبطة بالتخدير في النشاط العصبي بحساسية عالية، وعالية المكاني والزماني القرار. وأبقى على التوازن الفسيولوجي في جميع أنحاء لدينا تجارب باستخدام أساليب ذات الصلة سريرياً والمعايير، ولا خنزير صغير أظهرت بوادر الاضطرابات الفسيولوجية.

البيانات التي تم الحصول عليها تشير إلى قدرة الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف للضبط ومكانيا حل القياسات العصبي في الهياكل القشرية وشبه القشرية في الدماغ. يمكن استخدام جهاز ستيريوتاكسيك تحديد واضح لهيكل السطح المرجع (بريجما) بغية استمرار تحديد موقع المنطقة موضع الاهتمام، بغض النظر عن الفروق الفردية في خنزير صغير الحجم والتشريح. يسهل التصور الواضح لخياطة الجروح تنسيب إقليمية متسقة لاتفاق بيئي متعدد الأطراف مع الدقة في نطاق ميكرومتر (الشكل 4). الحصول على صلاحية الوصول إلى السطح القشرية في الدماغ من الصدمات الحد الأدنى مع نزيف لا يعتد بها، التأكد من أن أي ديناميات غلوتامات في فيفو لا بسبب إهانة النظمية أو المحلية غير مقصود (الشكل 5). ثم تتم محاذاته الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف المخصصة, جامدة عمودي على الطائرة أمامي خنزير صغير (الشكل 6). عدم محاذاة بشكل صحيح في الشرق الأوسط وأفريقيا قبل الإدراج قد منع التسجيل المكاني الدقيق للمنطقة المستهدفة، خاصة بالنسبة للمناطق سوبكورتيكال.

واتخذت في الوقت الحقيقي في فيفو غلوتامات القياسات في هيبوكامبي الخنازير القديمة 3-4 أيام (n = 4) تحت التخدير sevoflurane 2.5-3 في المائة (حوالي 1 ماك). قياسات أمبيروميتري سجلت في 4 هرتز وتحويلها إلى تركيز باستخدام انحدار خطي استناداً إلى المعلمات المعايرة (الرقم 8، والفريق A). لكل نقطة من الزمن، كان متوسط الإشارات من اثنين من المواقع الحساسة غلوتامات قبل طرح إشارة الحارس متوسط يعطي إشارة غلوتامات المصوبة. كانت ممهدة هذه القياسات المستمرة بتطبيق معدل متحرك لأفضل تصور الاتجاه العام على مر الزمن (الشكل 8، ب الفريق). كان يراد بها أن تكون 4.61 ± 0.02 ميكرومتر تركيز يعني غلوتامات القاعدية وظلت مستقرة نسبيا على مدى التعرض للتخدير. كان تحديد نشاط جلوتاماتيرجيك عابرة في الحيوان واحدة من خلال تحليل قمم في الإشارة التي كانت لا يرتبط مع إشارة الحارس (ص2 < 0.5)، وتجاوزت نسبة الإشارة إلى الضوضاء 3 (الشكل 9، الفريق A). تم اكتشاف ما مجموعة 116 قمم عابرة على مدى فترة ح 3.5 (الشكل 10، الفريق A). السعة لقمم عابرة الناتجة عن ذلك لوحظ عموما أن تكون ضمن النطاق 1 ميكرومتر (الشكل 10، ب الفريق). بغية تحديد مدة كل عابر، تم الحصول على الوقت (t80) المطلوب لكل قيمة الذروة القصوى التسوس 80% (الشكل 9، ب الفريق). وكان t يعني80 جميع العابرين غلوتامات أثناء فترة تسجيل ح 3.5 4.68 ± 0.82 s (الشكل 10، ج الفريق). وتبين هذه البيانات أن من الممكن لقياس دقة كل النشاط العصبي المطول وعابرة في منطقة سوبكورتيكال في المخ تخديره خنزير صغير.

figure-results-1
رقم 1: مقارنة بصرية من سان جرمان-2 أنواع الصفيف ميكروليكترودي. صفائف سان جرمان-2 تحتوي على اثنين من المواقع الحساسة غلوتامات وموقعين الحارس غلوتامات غير متحسسة (150 ميكرومتر µm x 20 في الموقع الواحد). (A) يتم عرض مجموعة مرنة رمح ميكروليكترودي على اليسار. وكان الصفيف ميكروليكترودي جامدة رمح مصمم خصيصا للاستخدام في الخنازير وتصاريح زرع أعمق في الحيوانات الكبيرة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-2
رقم 2: نظرة عامة على عملية إعداد ومعايرة مجموعة ميكرويليكترودي- مجموع اتفاق بيئي متعدد الأطراف إعداد ومعايرة آخر أسبوع واحد تقريبا. إنزيم طلاء واستبعاد طبقة معايرة تحليلها محددة للناقل العصبي للفائدة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-3
الشكل 3: وضع خنزير صغير في الجهاز ستيريوتاكسيك- فم خنزير صغير يوضع على شريط الفم مباشرة الخلفي للأسنان الكلاب البوليسية. يتم إدراج أشرطة الإذن اختراق في قنوات الإذن لتأمين نهاية الخلفي للجمجمة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-4
الشكل 4: وضع خنزير صغير في الجهاز ستيريوتاكسيك عن اوديما. الرأس (A) خنزير صغير لمؤمن محكم ضمن الإطار ستيريوتاكسيك مخصصة، ضمان التنسيب متسقة لشركة طيران الشرق الأوسط. وضع مسافة واحدة من اختراق الإذن أشرطة مرئية. (ب) خط الوسط الأمامي الخلفي شق على طول فروة الرأس. تم تفادي التهديف للجمجمة لتصور خيوط الاكليلية والسهمي وتحسين تصور بريجما. يتم عرض شريط مقياس للإشارة إلى الحجم النسبي للشق وموقع النافذة اوديما. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-5
الرقم 5: اوديما للوصول إلى الحصين. (أ) فروة الرأس تنعكس كذلك لفضح الموقع التقريبي لإدراج اتفاق بيئي متعدد الأطراف وفقا للإحداثيات ستيريوتاكسيك. يتسم مجال تحليقا (نقطة سوداء) دليل اوديما. (ب) الإطار اوديما (0.25 سم2) مع الجمجمة رفرف إزالتها لفضح الجافية الكامنة. (ج) إزالة السحايا بعناية لفضح قشرة الدماغ سطحية دون صدمات الأنسجة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-6
الشكل 6: اتفاق بيئي متعدد الأطراف تحديد المواقع والإدراج إلى الحصين. (A) "التنسيب لاتفاق بيئي متعدد الأطراف" في بريجما لتحديد موقع ستيريوتاكسيك نسبية الحصين. (ب) وضع ستيريوتاكسيك من شركة طيران الشرق الأوسط على سطح الدماغ لتحديد عمق الإدراج الحصين. أمن وضع مرجع الزائفة الفضة الكهربائي تحت فروة الرأس (المشار إليها بالسهم). (ج) شركة طيران الشرق الأوسط إدراج في عمق المناسبة للحصول على الوقت الحقيقي، في فيفو القياسات غلوتامات خارج الخلية في الحصين. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-7
رقم 7: سلوك شركة طيران الشرق الأوسط خلال فترة 30 دقيقة باسيلينينج. الزيادة السريعة الأولية يناظر والنسب لشركة طيران الشرق الأوسط إلى الحصين في ميكرومانيبولاتور باستخدام. وتبدأ فترة الأساس مرة واحدة شركة طيران الشرق الأوسط وصلت إلى عمق المناسبة (الخط المنقط). قياسات غلوتامات خارج الخلية سينخفض على مدى فترة مدتها 30 دقيقة ويجب أن لا تفسر على أنها قراءات الفسيولوجية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-8
الشكل 8: قياسات غلوتامات خارج الخلية في الوقت الحقيقي في الحصين خنزير حديثي الولادة تحت التخدير سيفوفلوراني. (أ) نقل متوسط تركيز الغلوتامات في قرن آمون واحد خنزير حديثي الولادة تحت التخدير سيفوفلوراني (باستخدام 10 نقاط البيانات). أخذ القياسات في 4 هرتز ح 3 بعد فترة قصيرة و 30 دقيقة باسيلينينج. (ب) تجانس غلوتامات القياسات باستخدام معدل متحرك 100 نقطة كل 15 دقيقة لتصور أفضل الاتجاه. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-9
الشكل 9: تعريف النشاط غلوتامات عابر في قرن آمون خنزير حديثي الولادة تحت التخدير سيفوفلوراني. يتم الإشارة إلى قمم غلوتامات عابرة (A) (باللون الأحمر) في تعقب الغلوتامات في الوقت الحقيقي. قمم واعتبرت هامة عند إشارة إلى نسبة الضوضاء تجاوزت 3 وكان لا يرتبط الإشارات مع إشارة الحارس (ص2 < 0.5). (ب) ممثل ذروة عابرة المحددة في الشكل 9، الفريق A. تشير الخطوط المنقطة إلى المدة الإجمالية المطلوبة لذروة التسوس 80%. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-10
رقم 10: توصيف غلوتامات العابرين في قرن آمون خنزير حديثي الولادة تحت التخدير سيفوفلوراني. (أ) بعدد من قمم غلوتامات عابر في سلال 15 دقيقة. قمم واعتبرت هامة عند إشارة إلى نسبة الضوضاء تجاوزت 3 وكان لا يرتبط الإشارات مع إشارة الحارس (ص2 < 0.5). (ب) السعة لعابر غلوتامات قمم. أشرطة الخطأ تشير إلى الخطأ المعياري للوسط. (ج) "يعني تي"80 من قمم غلوتامات عابرة. أشرطة الخطأ تشير إلى الخطأ المعياري للوسط. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

من بدء التجربة، يجب المحافظة على التوازن الفسيولوجي خنزير صغير كما هو موضح في هذا المعمل المنشور قبل21. ينبغي أن يشمل الرصد الحد الأدنى pulse oximetry، كهربية، كابنوجرافي، وضغط الدم غير الغازية، ودرجة الحرارة. المحققين المدربين مطلوبة حتى أنه يمكن تصحيح الاضطرابات الفسيولوجية (مثلاً، هيبو/هايبرثيرميا، نقص، انخفاض ضغط الدم، وعدم انتظام ضربات القلب) على نحو ملائم.

قبل التعريفي، وتتم في المختبر معايرات اتفاق بيئي متعدد الأطراف لإنشاء وظائف والانتقائية لاتفاق بيئي متعدد الأطراف في ظل الظروف المعروفة. معايرة والطلاء للاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف حاسمة بالنسبة للاستخدام الفعال للتكنولوجيا. وهناك العديد من الأخطاء المحتملة التي يمكن أن تنشأ أثناء المعايرة. يمكن تحديد المعايرة هذه المسائل، فضلا عن الطلاء غير سليم، مما يؤدي إلى استجابة إينتيرفيرينت غير صحيحة. تم تجميع أكثر تفصيلاً جدولي للأخطاء التي قد تحدث في استجابة شركة طيران الشرق الأوسط، وعلى طول مع أبرز الأسباب والحلول المقترحة، التي ينبغي أن يثبت أداة مفيدة لاحتمال استكشاف الأخطاء وإصلاحها (الجدول 1). من المهم ملاحظة أن قبل المعايرة والطلاء، يجب التحقق من الزجاج الكهربائي إشارة لوجود فقاعات الهواء أو اللون الأبيض، أما سوف تؤثر سلبا على وظيفة الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف وتسجيل دقة.

أعراضالسببإجراءات تصحيحية
لا توجد إشارةقطب كهربائي غير متصلبشكل صحيح الاتصال الكهربائي هيدستاجي وهيدستاجي للنظام سريع أمبيروميتري.
لا سلطة للنظام سريع أمبيروميتريقم بتشغيل مفتاح الطاقة على ظهر نظام سريع
إشارة الضوضاءقطب كهربائي الملوثة بالدمري بشكل مستمر على سطح الدماغ أثناء الإدراج القطب
شطف مسرى فورا في dH2س
طلاء الإنزيم فضفاضتنظيف وريكوات مسرى
القطب مرجع عدم إدراج أو المغلفةمعطف ومكان مسرى الإشارة أبعد تحت فروة الرأس
القطب هو الكشف عن حركة سطح الدماغوعادة ما يحدث في هياكل سطحية. إدراج مسرى أعمق (1 ملم في كل مرة) إذا أمكن
حركة الحيواناتالحيوان هو تأمين غير كافنقل الحيوانات في الاتجاه الخلفي لتأمين أفضل إيربارس في الجمجمة. إذا لزم الأمر، رفع الجذع للسماح لأفضل هيئة المحاذاة.
هو عدم كفاية تخديره الحيوانالتحقق من سلامة المعدات مخدر. تيتراتي المخدر لجرعة فعالة وإدارة جرعة فموية روكورونيوم (5 ملغ/كغ)
التنسيب الكهربائي غير دقيقةالقطب لم يتم محاذاتها بشكل صحيحإعادة ضبط مسرى مع المحافظة على الاتصال الصحيح هيدستاجي.
إحداثيات ستيريوتاكسيك غير دقيقةضمان أن الأطلس خنزير صغير يتم الرجوع إليها لا تستخدم نقطة مرجعية أو الطائرة من محاذاة آخر.
كن حذراً لا لإخفاء علامات خياطة بتسجيله في الجمجمة.

الجدول 1: استخدام تعليمات لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها اتفاق بيئي متعدد الأطراف في الخنازير. الأسباب المحتملة والإجراءات التصحيحية للمساعدة في التحسين واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

أطلس ستيريوتاكسيك خنزير صغير يستخدم لتحديد إحداثيات مجال الاهتمام فيما يتعلق بنقطة معروفة مثل بريجما18ستيريوتاكسيك. يجب تأمين أشرطة الإذن بشكل صحيح لضمان أن الجمجمة مستوى والمعطل تداولها تماما. ينبغي الحرص أثناء شق خط الوسط لفروة الرأس لتجنب التهديف الجمجمة كما قد يؤثر هذا التصور لخطوط خياطة الجروح. ينبغي أن يكون الإطار اوديما كبيرة بما يكفي لاستيعاب اتفاق بيئي متعدد الأطراف.

ويقدم هذا البروتوكول عددا من التحديات التقنية التي تتطلب مجموعة تشغيل جيد التجهيز ومحقق/فريق من مهرة في جوانب البروتوكول الجراحية والتخدير. بالإضافة إلى ذلك يقدم النموذج القيود المالية في هذا النموذج خنزير صغير أكثر تكلفة من نموذج القوارض؛ ومع ذلك، أنها إلى حد كبير أقل تكلفة من استخدام الرئيسيات غير البشرية، التي يمكن أن تكلف الآلاف من الدولارات. استخدام تكنولوجيا شركة طيران الشرق الأوسط يطرح تحديات خاصة بها، الإجراء لطلاء وتصفيح الأقطاب يدوياً يتطلب المحقق المهرة أو مساعد لضمان الانتقائية كافية وموثوق بها وظيفة. ميكروليكتروديس نفسها هشة، كما هي المصنوعة من السيراميك، وهكذا تلف بسهولة إذا كان لا يحترم الحذر المناسب. وتخضع ميكروليكتروديس تدخل من الأجهزة الكهربائية الأخرى، التي يمكن أن تخلق ضوضاء في التسجيلات، ومن الدم في الموقع المنطوق، والتي يمكن أن أوككلودي في مواقع التسجيل. الحاجة إلى معدات متخصصة تمثل عبئا إضافيا كإطار جراحية ستيريوتاكسيك يجب أن تكون مخصصة بنيت لشل جمجمة خنزير صغير من خلال غرس. الإطار ستيريوتاكسيك، أوكسيديز الغلوتامات، والأقطاب أنفسهم باهظة جميعا. بالإضافة إلى ذلك، يشكل الافتقار إلى أطلس ستيريوتاكسيك خنزير صغير من خلال العقد الماضي القيود التقنية التي تتطلب خبرة خاصة لتحديد موقع محدد لهياكل عميقة في الدماغ خنزير صغير. وضع أطلس ستيريوتاكسيك جديد، ربما باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي، ستعزز القدرة على استخدام هذه التكنولوجيا في الخنازير.

خنزير صغير هو نموذج ذات صلة سريرياً لدراسة العين إلى حد كبير بسبب أوجه الشبه القائمة بين هذه الأنواع والوليد البشري، سواء تملك بنية الدماغ مماثلة والتنمية. خلافا لنماذج أكثر شيوعاً مثل الفئران أو الجرذان، قد خنزير صغير تشابه الجهاز العصبي المركزي أكبر إلى البشر، مما يضفي على طواعية نتائج النموذج. نموذج خنزير صغير أرخص بالإضافة إلى ذلك، وينطوي على معالجة أقل تعقيداً من طراز الرئيسيات غير البشرية. نموذج خنزير صغير يهدف إلى دراسة العملية التخدير التي قد تسمم حمل وقياس مساهمتها في الأضرار العصبية ومكافحة مسألة الأضرار الناجمة عن الخلط المتغيرات. على سبيل المثال، قد يساء نقص للأضرار التي لحقت بالمسكنات كما لها آثار عالمية في الدماغ. يستخدم خنزير صغير نفس ظروف العمليات الجراحية والتخدير كتلك المستخدمة في الطب البشري لضمان دقة النتائج.

استخدام تكنولوجيا شركة طيران الشرق الأوسط على أساس السيراميك يلغي العديد من المساوئ المرتبطة بهذه التقنية المعاصرة من ميكرودياليسيس. ميكرودياليسيس وحد القرار الزماني والمكاني بالمقارنة مع أساليب أمبيروميتريك مثل شركة طيران الشرق الأوسط، التي يمكن بشكل مستمر لتسجيل الأحداث غلوتامات في متعددة، مناطق المجهرية في تصل إلى 10 هرتز23. معدل أخذ العينات السريع هذا يلغي عامل التباس نشر العصبي مترجمة الملازمة لأساليب أخذ العينات بطيئة مثل ميكرودياليسيس24. بالإضافة إلى ذلك، شركة طيران الشرق الأوسط هو أسلوب أقل الغازية من تحقيق ميكرودياليسيس، الذي يمكن أن يسبب الدباق كبيرة أثناء الإدراج وقد يغير النشاط العصبي في موقع الإدراج22.

وقد أثبتت الدراسات السابقة استخدام طائفة من نماذج الثدييات وتقنيات القياس ومناطق من الدماغ، غلوتامات القاعدية مستويات مماثلة لتلك التي عثر عليها باستخدام هذا الأسلوب. وهذا يوحي بأن التكنولوجيا اتفاق بيئي متعدد الأطراف، وعندما تتكيف مع نموذج خنزير صغير، توفر التسجيلات صالحة في فيفو تركيز غلوتامات (الجدول 2).

الكاتب (السنة)تقنية لتسجيلنموذج الحيوانالعمرRegion(s) الدماغيعني تركيز غلوتامات القاعدية (ميكرومتر)
حسوب et al. (2008)23 طيران الشرق الأوسط (المستندة إلى إنزيم)مكافحة القوارض20-24 أسبوعابريفرونتال اللحاء، المخطط3.3 ± 1.0؛ 5.0 ± 1.2
حسوب et al. (2010)25 طيران الشرق الأوسط (المستندة إلى إنزيم)مكافحة القوارض3-6 أشهرالحصين4.7-10.4
رذرفورد et al. (2007)9 طيران الشرق الأوسط (المستندة إلى إنزيم)مكافحة القوارض3-6 أشهربريفرونتال اللحاء، المخطط± 44.9 4.7؛ 7.3 ± 0.9
Miele et al. (1996)26 ميكرودياليسيس (على أساس إنزيم)مكافحة القوارض-المخطط3.6 ± 0.5
يوم et al. (2006)27 طيران الشرق الأوسط (المستندة إلى إنزيم)مكافحة القوارض3-6 أشهرأمامي اللحاء، المخطط1.6 ± ± 0.3؛ 1.4 0.2
كوينتيرو et al. (2007)28 طيران الشرق الأوسط (المستندة إلى إنزيم)غير الإنسان الرئيسيات-5.3-5.5 سنواتبريموتور القشرة، القشرة الحركية3.8 ± 1.7؛ 3.7 ± 0.9
ستيفنز وآخرون.  (2010) 29 طيران الشرق الأوسط [سبنسر-غيرهارد-2 (سان جرمان-2)]غير الإنسان الرئيسيات-11-21 سنةبوتامين8.53
كوداما et al. (2002)30 ميكرودياليسيس (على أساس إنزيم)غير الإنسان الرئيسيات--قشرة بريفرونتال1.29-2.21
غالبان et al. (2003)31 ميكرودياليسيس (على أساس إنزيم)غير الإنسان الرئيسيات-قضاء الأحداثالمخطط28.74 ± 2.73
وخلال وسبنسر (1993)32 ميكرودياليسيس (على أساس إنزيم)البشرية18-35 سنةالحصين20.3 ± 6.6
رينستروب et al (2000)33 ميكرودياليسيس (على أساس إنزيم)البشرية-قشرة أمامي16 ± 16
Cavus et al. (2005)34 ميكرودياليسيس (على أساس إنزيم)البشرية15-52 سنةاللحاء الجديد2.6 ± 0.3

الجدول 2. مقارنة بين ليفيلساكروس غلوتامات خارج الخلية القاعدية مختلف نماذج حيوانية. استعراض مختارة من الدراسات تحديد مستويات غلوتامات خارج الخلية العادية في صحة الحيوانات مستيقظا وتخديره باستخدام ميكرودياليسيس أو ميكروليكتروديس.

استخدام تكنولوجيا شركة طيران الشرق الأوسط رصد في فيفو تركيزات غلوتامات في نموذج خنزير صغير يمكن أن تسمح للتقييم المستقبلي خنزير صغير العصبية نتائج ما بعد التخدير. تم تخطيط تجارب البقاء على قيد الحياة، التي سوف مزيد من فهم الآثار الطويلة الأمد للتخدير في عصبي رفاه البشرية الولدان. سيسمح تجارب البقاء على قيد الحياة لاختبار سلوكية ورصد غلوتامات يتغير بعد فترة طويلة من التعرض للتخدير. من الشائع أيضا للأطفال للخضوع للتخدير في الظروف حيث قد يتعرضون للإجهاد الفسيولوجية في شكل التدخل الجراحي. أن تتيح الدراسات المستقبلية التي تتناول تأثير الجراحة من حيث الإصابة العصبية، وزيادة في العصبية أكثر دقة نماذج من الإعداد السريرية المشتركة للأطفال. أيضا استخدام نماذج حيوانية بديل ممكن، دراسة هذه النماذج المختلفة من خلال غرس المزمن، مما يسمح لنا بتتبع التغيرات السلوكية المرتبطة بالسمية العصبية. تكنولوجيا طيران الشرق الأوسط نفسها تنوعاً، حيث تحتاج إلى دراسة في المستقبل لا يقتصر على تحليل مستويات الغلوتامات (مثلاً، غابا، الكولين، يسين، إلخ ويمكن أن يتم تحليلها).

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

غيرهارد جريج هو المالك الرئيسي لشركة كانتون. كوينتيرو خورخي و Burmeister جيسون عملوا كخبراء استشاريين لشركة قوانتيون.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويود المؤلفون الاعتراف بالمساهمات من مركز جامعة كنتاكي "ميكروليكترودي التكنولوجيا" (سنميت)، وفي ولاية أوهايو الدولة الجامعة مختبر الحيوان الموارد مركز (ULAR).

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
بديل حليب الخنازير المتقدم Liqui-WeanPBS صحة292-13
قناع مخروط الوجه التخديرVetEquip921428
Integra SL Anesthesia WorkstationDRE Veterinary2350تم اختيار محطة عمل التخدير هذه لتقليد المراقبة السريرية التي يعاني منها مرضى الأطفال في غرفة العمليات. يمكن استخدام أي آلة تخدير طالما أنها تسمح بالمراقبة الفسيولوجية والتدخل الكافيين.
SevofluraneUltane0074-4456-04
Rocuronium Bromide InjectionHospira0409-9558-05
Medfusion 4000 IV Infusion   ؛سميث الطبية
نموذج 1530 نموذج البحث الثقيل StereotaxKopfمخصص
نموذج 1541 خنزير صغير محولKopfمخصص
مصباح بقعة بالأشعة تحت الحمراءAmazonB000HHQ94C
Bair Hugger Torso Blanket3M540
Bair Hugger3M750
معقم وسادة التحضير للكحولفيشربراند22-363-750
شفرة جراحية من الصلب الكربونيBard-Parker# 10
مشرط هاندلهافيلHAN-G4
أدوات دقيقة عالمية504615
ملقط البعوضSklar الأدوات الجراحية17-1225
وساداتشاشFisherbrand22-246-069
ملقط Adson TissueFalls Teleflex181223
Dremel 111 Engraving CutterDremel 111
Microelectrode Array Center لتقنية Microelectrdoe ، جامعة كنتاكيS2 4Ch MEA ؛ سلك
HeadstageQuanteon2pA / mV
حسب الطلب ، فضي ، PFA ، .008 " عارية ، .0110 "أنظمة AM المطلية786500
دقيقة مناوردقيق Narishige مختبر الأدوات العلميةMO-8
مقص جراحي Amazon

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. National hospital discharge Survey: 2007 summary. Natl Health Stat Report. (29), 1-24 (2010).">Hall, M. J., DeFrances, C. J., Williams, S. N., Golosinskiy, A., Schwartzman, A. National hospital discharge Survey: 2007 summary. Natl Health Stat Report. (29), 1-24 (2010).
  2. Blockade of NMDA receptors and apoptotic neurodegeneration in the developing brain. Science. 283 (5398), 70-74 (1999).">Ikonomidou, C., et al. Blockade of NMDA receptors and apoptotic neurodegeneration in the developing brain. Science. 283 (5398), 70-74 (1999).
  3. Glutamate and neurotrophic factors in neuronal plasticity and disease. Ann N Y Acad Sci. 1144 (1), 97-112 (2008).">Mattson, M. P. Glutamate and neurotrophic factors in neuronal plasticity and disease. Ann N Y Acad Sci. 1144 (1), 97-112 (2008).
  4. Glutamate neurotoxicity, oxidative stress and mitochondria. FEBS Lett. 497 (1), 1-5 (2001).">Atlante, A., et al. Glutamate neurotoxicity, oxidative stress and mitochondria. FEBS Lett. 497 (1), 1-5 (2001).
  5. Inhalational agents in anesthesia induced developmental neurotoxicity - Recent advances. Trends in Anaesthesia and Critical Care. 11 (1), 14-18 (2016).">Kavitha, J., Durga, P., Ramachandran, G. Inhalational agents in anesthesia induced developmental neurotoxicity - Recent advances. Trends in Anaesthesia and Critical Care. 11 (1), 14-18 (2016).
  6. A holistic approach to anesthesia-induced neurotoxicity and its implications for future mechanistic studies. Neurotoxicol Teratol. 60 (2), 24-32 (2017).">Zanghi, C. N., Jevtovic-Todorovic, V. A holistic approach to anesthesia-induced neurotoxicity and its implications for future mechanistic studies. Neurotoxicol Teratol. 60 (2), 24-32 (2017).
  7. In situ real-time monitoring of glutamate and electrophysiology from cortex to hippocampus in mice based on a microelectrode array. Sensors (Basel). 17 (1), 1-8 (2016).">Fan, X., et al. In situ real-time monitoring of glutamate and electrophysiology from cortex to hippocampus in mice based on a microelectrode array. Sensors (Basel). 17 (1), 1-8 (2016).
  8. Diffuse brain injury elevates tonic glutamate levels and potassium-evoked glutamate release in discrete brain regions at two days post-injury: an enzyme-based microelectrode array study. J Neurotrauma. 27 (5), 889-899 (2010).">Hinzman, J. M., et al. Diffuse brain injury elevates tonic glutamate levels and potassium-evoked glutamate release in discrete brain regions at two days post-injury: an enzyme-based microelectrode array study. J Neurotrauma. 27 (5), 889-899 (2010).
  9. Chronic second-by-second measures of L-glutamate in the central nervous system of freely moving rats. J Neurochem. 102 (3), 712-722 (2007).">Rutherford, E. C., Pomerleau, F., Huettl, P., Strömberg, I., Gerhardt, G. A. Chronic second-by-second measures of L-glutamate in the central nervous system of freely moving rats. J Neurochem. 102 (3), 712-722 (2007).
  10. Brain microdialysis. J Neurochem. 52 (6), 1667-1679 (1989).">Benveniste, H. Brain microdialysis. J Neurochem. 52 (6), 1667-1679 (1989).
  11. An improved method for the detection of changes in brain extracellular glutamate levels. J Neurosci Methods. 81 (1-2), 199-205 (1998).">Kohno, T., et al. An improved method for the detection of changes in brain extracellular glutamate levels. J Neurosci Methods. 81 (1-2), 199-205 (1998).
  12. Electrochemical techniques for subsecond neurotransmitter detection in live rodents. Comp Med. 64 (4), 249-255 (2014).">Hascup, K. N., Hascup, E. R. Electrochemical techniques for subsecond neurotransmitter detection in live rodents. Comp Med. 64 (4), 249-255 (2014).
  13. Biosensor microprobe array for in vivo monitoring of neurotransmitters. EPFL. , Lausanne. (2010).">Rooij, N. F., Koudelka-Hep, M., Frey, O. Biosensor microprobe array for in vivo monitoring of neurotransmitters. EPFL. , Lausanne. (2010).
  14. Cortical glutamate levels decrease in a non-human primate model of dopamine deficiency. Brain Res. 1552, 34-40 (2014).">Fan, X. T., et al. Cortical glutamate levels decrease in a non-human primate model of dopamine deficiency. Brain Res. 1552, 34-40 (2014).
  15. Using enzyme-based biosensors to measure tonic and phasic glutamate in Alzheimer's mouse models. J Vis Exp. (123), (2017).">Hunsberger, H. C., et al. Using enzyme-based biosensors to measure tonic and phasic glutamate in Alzheimer's mouse models. J Vis Exp. (123), (2017).
  16. Development of multi-electrode array screening for anticonvulsants in acute rat brain slices. J Neurosci Methods. 185 (2), 246-256 (2010).">Hill, A. J., Jones, N. A., Williams, C. M., Stephens, G. J., Whalley, B. J. Development of multi-electrode array screening for anticonvulsants in acute rat brain slices. J Neurosci Methods. 185 (2), 246-256 (2010).
  17. Feasibility assessment of micro-electrode chip assay as a method of detecting neurotoxicity in vitro. Front Neuroeng. 4 (6), (2011).">Defranchi, E., et al. Feasibility assessment of micro-electrode chip assay as a method of detecting neurotoxicity in vitro. Front Neuroeng. 4 (6), (2011).
  18. Use of a piglet model for the study of anesthetic-induced developmental neurotoxicity (AIDN): A translational neuroscience approach. J Vis Exp. (124), (2017).">Whitaker, E. E., et al. Use of a piglet model for the study of anesthetic-induced developmental neurotoxicity (AIDN): A translational neuroscience approach. J Vis Exp. (124), (2017).
  19. Animal research: reporting in vivo experiments: the ARRIVE guidelines. Br J Pharmacol. 160 (7), 1577-1579 (2010).">Kilkenny, C., et al. Animal research: reporting in vivo experiments: the ARRIVE guidelines. Br J Pharmacol. 160 (7), 1577-1579 (2010).
  20. A stereotaxic atlas of the developing swine (Sus scrofa) forebrain. , 887-906 (1986).">Salinas-Zeballos, M., Ceballos, G., Gootman, P. A stereotaxic atlas of the developing swine (Sus scrofa) forebrain. , 887-906 (1986).
  21. A novel, clinically relevant use of a piglet model to study the effects of anesthetics on the developing brain. Clin Transl Med. 5 (1), (2016).">Whitaker, E. E., et al. A novel, clinically relevant use of a piglet model to study the effects of anesthetics on the developing brain. Clin Transl Med. 5 (1), (2016).
  22. Histological studies of the effects of chronic implantation of ceramic-based microelectrode arrays and microdialysis probes in rat prefrontal cortex. Brain Res. , 12-20 (2009).">Hascup, E. R., et al. Histological studies of the effects of chronic implantation of ceramic-based microelectrode arrays and microdialysis probes in rat prefrontal cortex. Brain Res. , 12-20 (2009).
  23. Second-by-second measures of L-Glutamate and other neurotransmitters using enzyme-based microelectrode arrays. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. 324 (2), 725-731 (2008).">Hascup, K. N., Hascup, E. R., Pomerleau, F., Huettl, P., Gerhardt, G. A. Second-by-second measures of L-Glutamate and other neurotransmitters using enzyme-based microelectrode arrays. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. 324 (2), 725-731 (2008).
  24. Dopamine spillover after quantal release: rethinking dopamine transmission in the nigrostriatal pathway. Brain Res Rev. 58 (2), 303-313 (2008).">Rice, M. E., Cragg, S. J. Dopamine spillover after quantal release: rethinking dopamine transmission in the nigrostriatal pathway. Brain Res Rev. 58 (2), 303-313 (2008).
  25. Rapid microelectrode measurements and the origin and regulation of extracellular glutamate in rat prefrontal cortex. Journal of Neurochemistry. 115 (6), 1608-1620 (2010).">Hascup, E. R., et al. Rapid microelectrode measurements and the origin and regulation of extracellular glutamate in rat prefrontal cortex. Journal of Neurochemistry. 115 (6), 1608-1620 (2010).
  26. The source of physiologically stimulated glutamate efflux from the striatum of conscious rats. J Physiol. 497 (Pt 3), 745-751 (1996).">Miele, M., Boutelle, M. G., Fillenz, M. The source of physiologically stimulated glutamate efflux from the striatum of conscious rats. J Physiol. 497 (Pt 3), 745-751 (1996).
  27. Microelectrode array studies of basal and potassium-evoked release of L-glutamate in the anesthetized rat brain. J Neurochem. 96 (6), 1626-1635 (2006).">Day, B. K., Pomerleau, F., Burmeister, J. J., Huettl, P., Gerhardt, G. A. Microelectrode array studies of basal and potassium-evoked release of L-glutamate in the anesthetized rat brain. J Neurochem. 96 (6), 1626-1635 (2006).
  28. Amperometric measures of age-related changes in glutamate regulation in the cortex of rhesus monkeys. Exp Neurol. 208 (2), 238-246 (2007).">Quintero, J. E., et al. Amperometric measures of age-related changes in glutamate regulation in the cortex of rhesus monkeys. Exp Neurol. 208 (2), 238-246 (2007).
  29. Real-time glutamate measurements in the putamen of awake rhesus monkeys using an enzyme-based human microelectrode array prototype. J Neurosci Methods. 185 (2), 264-272 (2010).">Stephens, M. L., Pomerleau, F., Huettl, P., Gerhardt, G. A., Zhang, Z. Real-time glutamate measurements in the putamen of awake rhesus monkeys using an enzyme-based human microelectrode array prototype. J Neurosci Methods. 185 (2), 264-272 (2010).
  30. Differential changes in glutamate concentration in the primate prefrontal cortex during spatial delayed alternation and sensory-guided tasks. Exp Brain Res. 145 (2), 133-141 (2002).">Kodama, T., Hikosaka, K., Watanabe, M. Differential changes in glutamate concentration in the primate prefrontal cortex during spatial delayed alternation and sensory-guided tasks. Exp Brain Res. 145 (2), 133-141 (2002).
  31. Continuous monitoring of intracerebral glutamate levels in awake monkeys using microdialysis and enzyme fluorometric detection. J Neurosci Methods. 126 (2), 175-185 (2003).">Galvan, A., Smith, Y., Wichmann, T. Continuous monitoring of intracerebral glutamate levels in awake monkeys using microdialysis and enzyme fluorometric detection. J Neurosci Methods. 126 (2), 175-185 (2003).
  32. Extracellular hippocampal glutamate and spontaneous seizure in the conscious human brain. Lancet. 341 (8861), 1607-1610 (1993).">During, M. J., Spencer, D. D. Extracellular hippocampal glutamate and spontaneous seizure in the conscious human brain. Lancet. 341 (8861), 1607-1610 (1993).
  33. Intracerebral microdialysis in clinical practice: baseline values for chemical markers during wakefulness, anesthesia, and neurosurgery. Neurosurgery. 47 (3), 701-710 (2000).">Reinstrup, P., et al. Intracerebral microdialysis in clinical practice: baseline values for chemical markers during wakefulness, anesthesia, and neurosurgery. Neurosurgery. 47 (3), 701-710 (2000).
  34. Extracellular metabolites in the cortex and hippocampus of epileptic patients. Ann Neurol. 57 (2), 226-235 (2005).">Cavus, I., et al. Extracellular metabolites in the cortex and hippocampus of epileptic patients. Ann Neurol. 57 (2), 226-235 (2005).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microelectrode Array TechnologyAnesthesia induced NeurotoxicityIn Vivo Glutamate MeasurementPiglet Brain ModelStereotaxic Frame ImplantationEnzyme based MicroelectrodeReal time Neurotransmitter MonitoringSevoflurane Anesthesia ProtocolCraniotomy Window CreationAmperometry Measurements

Related Articles