يصف هذا البروتوكول في التسجيل داخل الخلايا الجسمية للورذان القطنية مع التحفيز المباشر المباشر عبر العمود الفقري المتزامن. الطريقة تمكننا من قياس خصائص الغشاء وتسجيل اطلاق إيقاعي من ال motoneurons قبل وأثناء وبعد الاستقطاب anodal أو cathodal من الحبل الشوكي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
في تسجيل داخل الخلايا في الجسم من نوع تحديد الفئران موتونيورونات العمود الفقري خلال عبر العمود الفقري التحفيز المباشر للتيار
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
التسجيل داخل الخلايا من موتونيورونات العمود الفقري في الجسم الحي يوفر "معيار الذهب" لتحديد الخصائص الكهربائية للخلايا في شبكة العمود الفقري سليمة ويحمل مزايا كبيرة بالنسبة لتقنيات التسجيل الكلاسيكية في المختبر أو خارج الخلية. ميزة في التسجيلات داخل الخلايا الحية هو أن هذه الطريقة يمكن أن تؤدي على الحيوانات البالغة مع نظام عصبي ناضجة تماما، وبالتالي يمكن ترجمة العديد من الآليات الفسيولوجية الملاحظة إلى تطبيقات عملية. في هذه الورقة المنهجية، نحن وصف هذا الإجراء جنبا إلى جنب مع التحفيز المستمر التيار المطبق خارجيا، والذي يحاكي عمليات الاستقطاب التي تحدث داخل شبكات الخلايا العصبية الشوكية. التحفيز المباشر للتيار عبر العمود الفقري (tsDCS) هو طريقة مبتكرة تستخدم بشكل متزايد كتدخل عصبي في إعادة التأهيل بعد الإصابات العصبية المختلفة وكذلك في الرياضة. لا يزال تأثير tsDCS على الجهاز العصبي غير مفهوم بشكل جيد والآليات الفسيولوجية وراء أفعاله غير معروفة إلى حد كبير. تطبيق tsDCS في وقت واحد مع التسجيلات داخل الخلايا تمكننا من مراقبة مباشرة التغيرات في خصائص غشاء موتونيورون وخصائص اطلاق الايقاع ردا على استقطاب شبكة الخلايا العصبية الشوكية، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم الإجراءات tsDCS. وعلاوة على ذلك، عندما يتضمن البروتوكول المقدم تحديد التورون فيما يتعلق بالعضلات المُعَدَّة ووظيفتها (المرن مقابل التمدد) وكذلك النوع الفسيولوجي (سريع مقابل بطيء) فإنه يتيح فرصة للتحقيق بشكل انتقائي في تأثير tsDCS على مكونات محددة من دوائر العمود الفقري، والتي يبدو أنها تتأثر بشكل مختلف باستقطاب. ويركز الإجراء المقدم على الإعداد الجراحي للتسجيلات داخل الخلايا والتحفيز مع التركيز على الخطوات الضرورية لتحقيق استقرار الإعداد وقابلية تكرار النتائج. وتناقش تفاصيل منهجية تطبيق أنودال أو الكاثdal tsDCS مع إيلاء الاهتمام للقضايا العملية والسلامة.
المقدمة
عبر العمود الفقري التحفيز الحالي المباشر (tsDCS) تكتسب الاعتراف كوسيلة قوية لتعديل استثارة الدائرة الشوكية في الصحة والمرض1,2,3. في هذه التقنية، يتم تمرير تيار ثابت بين القطب النشط الموجود فوق شرائح العمود الفقري المحددة، مع قطب مرجعي يقع إما ventrally أو أكثر من4. وقد أكدت العديد من الدراسات بالفعل أنه يمكن استخدام tsDCS في إدارة بعض الحالات المرضية، مثل الألم العصبي5، التشنج6، إصابة الحبل الشوكي7 أو لتسهيل إعادة التأهيل8. يقترح الباحثون أن tsDCS يثير التعد....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
وقد قبلت السلطات المختصة (مثل لجنة الأخلاقيات المحلية) جميع الإجراءات المتصلة بهذا البروتوكول، وهي تتبع القواعد الوطنية والدولية بشأن رعاية الحيوانات وإدارتها.
ملاحظة: يجب أن يكون كل مشارك مشارك في العملية مدربًا بشكل صحيح على العمليات الجراحية الأساسية ويجب أن يكون لديه ترخيص صالح لإجراء التجارب الحيوانية.
1. التخدير والتطبيب عن سبق
- تخدير جرذ مع الحقن داخل الصفتون من بينتوبربيتال الصوديوم (جرعة أولية من 60 ملغ ·كغ-1 لفئران ويستار الذكور 6 أشهر وزنها 400\u2012550g).
ملاحظة: لا يقتصر هذا البروتوكول على السلالة المشار إليها أو جنس أو عمر الفئران. أيضا، يمكن استخدام التخدير البديل مثل مزيج ال....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
يمكن حساب بارامترات إمكانات العمل وخصائص الغشاء المتعددة على أساس التسجيلات داخل الخلايا عندما يتم ضمان استقرار ظروف اختراق الخلايا. الشكل 1A يقدم إمكانية عمل تقويم العظام النموذجية التي أثارها التحفيز داخل الخلايا، والتي تلبي جميع المعايير لإدراج البيانات (إمكانية الغشاء يستريح من 50 mV على الأقل، والسفاع ارتفاع أعلى من 50 mV، مع تجاوز إيجابي). يمكن قياس المعلمات المحتملة للعمل، مثل السعة الارتفاعية أو السعة بعد قياس القطب أو نصف وقت الاضمحلال (AHP-HDT) بعد ذلك. قيمة المعلمة الأخيرة في موتو.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
إذا تم تنفيذها بشكل صحيح، يجب إكمال الجزء الجراحي من البروتوكول الموصوف في غضون ثلاث ساعات تقريبًا. وينبغي للمرء أن يأخذ عناية خاصة في الحفاظ على ظروف فسيولوجية مستقرة من أثناء الجراحة، ولا سيما درجة حرارة الجسم وعمق التخدير. وبصرف النظر عن الاعتبارات الأخلاقية الواضحة، يمكن أن يؤدي عدم التخدير السليم إلى حركات الأطراف المفرطة أثناء تشريح الأعصاب أو استئصال لامينك، ويؤدي إلى تلف التحضير أو إنهاء التجربة المبكرة. عند شل قبل اختراق الحبل الشوكي مع ميكرويلكترو، من المهم مراقبة عمق التخدير ومعدل ضربات القلب وتطبيق المعلمات ا.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للكشف عنه.
شكر وتقدير
وقد دعم هذا العمل منحة المركز الوطني للعلوم رقم 2017/25/B/NZ7/00373. يود المؤلفون أن يعترفون بعمل حنا درزيمالا-سيليتشوسكا وويلودزيميرز مروثزينسكي، اللذين ساهما في جمع وتحليل البيانات للنتائج المقدمة في هذه الورقة.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <قوي > Durgs والحلول < / قوي > | - | -- | |
| Atropinum sulfuricum | Polfa Warszawa | - | |
| جلوكوز | ميرك | 346351 | |
| NaHCO3 | Merck | ||
| 106329-Pancuronium Jelfa | PharmaSwiss / Valeant-Neuromuscular | مانع | |
| Pentobarbital الصوديوم | Biowet Pu?awy Sp. z o.o-عامل | التخدير الرئيسي | |
| سترات بوتاسيوم | Chempur | 6100-05-06-Tetraspan | |
| Braun-HES الحل | |||
| <قوي > المعدات الجراحية< / قوي> - | -- | ||
| 21 شفرة | FST | 10021-00 | شفرة |
| مشرطالكي | FST | 18010-00-أنابيب | |
| الصدر | Mila | CT1215-Dumont | |
| # 4 ملقط | FST | 11241-30 | ملقط العضلات |
| Dumont # 5 ملقط | FST | 11254-20 | ملقط |
| دورا ملقط دومون #5F ملقط | FST | 11255-20 | ملقط الأعصاب |
| Dumont #5SF ملقط | FST | 11252-00 | ملقط بيا |
| ملقط | FST | 11008-13 | ملقط حاد |
| ملقط | FST | 11053-10 | ملقط الجلد |
| Hemostat | FST | 13013-14-Rongeur | |
| FST | 16021-14 | لمقص الصفيحة | |
| FST | 15000-08 | مقص الوريد | |
| مقص | FST | 15002-08 | مقص دورا |
| مقص | FST | 14184-09 | لمقص قص القصبة الهوائية |
| FST | 104075-11 | مقص العضلات | |
| مقص | FST | 14002-13 | مقص الجلد |
| أنبوب القصبة الهوائية | - | المصنوعة حسب الطلب | |
| Vygon | 1261.201 | ||
| ملقط قنية السفينة | FST | 18403-11 | - |
| مشبك السفينة | FST | 18320-11 | لتثبيت الوريد |
| مسبار توسيع السفينة | FST | 10160-13 | لتشريح |
| < مواد قوية > < / قوية > - | -- | ||
| رغوة جل | فايزر | GTIN 00300090315085 | عامل مرقئ |
| خياطة الحرير 4.0 | FST | 18020-40-خياطة | |
| الحرير 6.0 | FST | 18020-60 | - |
| <قوي>المعدات< / قوي> | - | -- | |
| الأجهزة الجزيئية | Axoclamp 2B | داخل الخلايا / نموذج جديد Axoclamp 900A | |
| CapStar-100 مراقب CO2 نهاية المد | والجزر CWE | 11-10000 | غاز محلل |
| Grass S-88 | A-M Systems | توقفت | محفز التيار المستمر |
| أنظمة بطانية الحرارة المنزلية مع مسبار مرن | التدفئة | هارفارد | 507222F |
| ISO-DAM8A | WPI | 74020 | مكبر للصوت خارج الخلية |
| Microdrive | - | مخصص / استبدال IVM / Scientifica | |
| P-1000 Microelectrode مجتذب | أدوات Sutter | P-1000 | مجتذب قطب كهربائي |
| صغير SAR-830 / AP جهاز التنفس الصناعي الصغير | CWE | 12-02100 | |
| إطار دعم | جهاز التنفس الصناعي - | قياسية مخصصة / استبدال المختبر 51601 / | |
| مشابك العمود الفقري | - | محول العمود الفقري للفئران حسب الطلب / استبدال 51695 / محفز | |
| التنفس TP-1 DC | WiNUE | - | tsDCS المحفز |
| < قوي > متنوع < / قوي > | - | -- | |
| 1B150-4 الشعيرات الدموية الزجاجية | WPI | 1B150-4 | لإنتاج الأقطاب الكهربائية |
| الدقيقة الصوف القطني | - | -- | |
| أنابيب مرنة | - | لجهاز التنفس الصناعي واتصال | |
| محلل CO2MicroFil | WPI | MF28G67-5 | لملء الماصات الدقيقة |
| الأسلاك الفضية | - | للأقطاب الكهربائية العصبية |
المراجع
- Angius, L., Hopker, J., Mauger, A. R. The Ergogenic Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on Exercise Performance. Frontiers in Physiology. 8, 90(2017).
- Berry, H. R., Tate, R. J., Conway, B. A.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
