Method Article

رسم خرائط الدماغ باستخدام مصفوفة أقطاب الجرافين

DOI:

10.3791/64910

⸱

October 20th, 2023

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Nano-Bioengineering, Incheon National University

In This Article

Summary

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

نقدم إجراء رسم خرائط الدماغ القائم على مصفوفة الجرافين لتقليل الغزو وتحسين الدقة الزمانية المكانية. تظهر الأقطاب الكهربائية السطحية القائمة على صفيف الجرافين توافقا حيويا طويل المدى ومرونة ميكانيكية وملاءمة لرسم خرائط الدماغ في الدماغ المعقد. يسمح هذا البروتوكول ببناء أشكال متعددة من الخرائط الحسية في وقت واحد وبالتتابع.

Abstract

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

تمثل الخرائط القشرية التنظيم المكاني للاستجابات العصبية المعتمدة على الموقع للمنبهات الحسية الحركية في القشرة الدماغية ، مما يتيح التنبؤ بالسلوكيات ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية. تم استخدام طرق مختلفة ، مثل الأقطاب الكهربائية المخترقة ، وتخطيط كهربية الدماغ ، والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، وتصوير الدماغ المغناطيسي ، والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، للحصول على خرائط قشرية. ومع ذلك ، فإن هذه الطرق محدودة بسبب ضعف الدقة الزمانية المكانية ، وانخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) ، وارتفاع التكاليف ، وعدم التوافق الحيوي أو التسبب في أضرار مادية للدماغ. تقترح هذه الدراسة طريقة رسم الخرائط الحسية الجسدية القائمة على مصفوفة الجرافين كسمة من سمات تخطيط الكهربية التي توفر توافقا حيويا فائقا ، ودقة زمانية مكانية عالية ، ونسبة إشارة إلى الضوضاء مرغوبة ، وتقليل تلف الأنسجة ، والتغلب على عيوب الطرق السابقة. أظهرت هذه الدراسة جدوى مصفوفة أقطاب الجرافين لرسم الخرائط الحسية الجسدية في الفئران. يمكن تطبيق البروتوكول المقدم ليس فقط على القشرة الحسية الجسدية ولكن أيضا على القشرة الأخرى مثل القشرة السمعية والبصرية والحركية ، مما يوفر تقنية متقدمة للتنفيذ السريري.

Introduction

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

الخريطة القشرية هي مجموعة من البقع المحلية التي تمثل خصائص الاستجابة للمنبهات الحسية الحركية في القشرة الدماغية. إنها تكوين مكاني للشبكات العصبية وتمكن من التنبؤ بالإدراك والإدراك. لذلك ، تعد الخرائط القشرية مفيدة في تقييم الاستجابات العصبية للمنبهات الخارجية ومعالجة المعلومات الحسيةالحركية 1،2،3،4. تتوفر الطرق الغازية وغير الغازية لرسم الخرائط القشرية. تتضمن إحدى الطرق الغازية الأكثر شيوعا استخدام أقطاب كهربائية داخل القشرة (أو مخترقة) لرسم خرائط5،6،7،

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

تمت الموافقة على جميع إجراءات التعامل مع الحيوانات من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوانات بجامعة إنتشون الوطنية (INU-ANIM-2017-08).

1. إعداد الحيوان للجراحة

ملاحظة: استخدم Sprague Dawley Rat (8-10 أسابيع) دون التحيز الجنسي لهذه التجربة.

  1. تخدير الجرذ ب 90 ملغم/كغ من الكيتامين و10 ملغ/كغ من كوكتيل الزيلازين داخل الصفاق. للحفاظ على عمق التخدير المطلوب طوال الجراحة ، يجب توفير 45 مجم / كجم من الكيتامين و 5 مجم / كجم من كوكتيل الزيلازين عندما يظهر الجرذ علامات الاستيقاظ.
  2. تأكد من أن الجرذ يخضع لتخدير عميق وتحقق بانتظام من انعكاسات الجسم مثل قرصة إصبع القدم وقرصة الذيل ومنعك....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

يصف هذا البروتوكول كيفية تركيب مصفوفة متعددة القنوات من الجرافين على سطح الدماغ. تم إنشاء الخريطة الحسية الجسدية من خلال اكتساب الاستجابات العصبية للمنبهات الجسدية وحساب سعة الاستجابة. يوضح الشكل 1 مخطط هذه التجربة.

يعرض الشكل 2 أ الخصائص الهيكلية لمصفوفة أقطاب الجرافين. هناك من خلال ثقوب الركيزة بين الأقطاب الكهربائية. تساعد هذه الثقوب القطب على الاتصال بقوة بالسطح القشري (الشكل 2 ب). يساعد الالتصاق القو.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

يوفر البروتوكول المقدم عملية متعمقة خطوة بخطوة تشرح كيفية الوصول إلى الاستجابات الحسية الجسدية للفئران ورسم خرائطها باستخدام مجموعة أقطاب الجرافين. البيانات المكتسبة من البروتوكول هي SEPs التي توفر معلومات حسية جسدية مرتبطة بشكل متشابك بكل جزء من أجزاء الجسم.

وينبغي النظر في عدة جوانب من هذا البروتوكول. عند استخراج السائل النخاعي لمنع وذمة الدماغ وتخفيف الالتهاب ، من الأهمية بمكان ألا يتلف المجرب جذع الدماغ الموجود أمام الصهريج الكبير.

توفر شعيرات الوجه معلومات حسية.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

ليس لدينا ما نكشف عنه.

Acknowledgements

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

تم دعم هذا العمل من قبل جامعة إنتشون الوطنية (التعاونية الدولية) لسونغو يانغ.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
حقنة 1 ملKOREAVACCINE CORPORATIONحقن الدواء للتخدير   ؛
حقنة 3 ملKOREAVACCINE CORPORATIONحقن الدواء للتخدير   ؛
أدوات العلوم الدقيقةللعظام16220-14قم بإزالة موصل الجمجمة
Gbrainقم بتوصيل قطب الجرافين إلى
مثقابFALCONطحن لقم ثقب الجمجمة
زرع Osstemطحن الجمجمة ملقط
قزحية Graefe منحني قليلا مسننvubuvudu-02-73010إزالة الأنسجة من الجمجمة أو عقد ممسحة
الجرافين متعدد الأقطاب الصفيفGbrainيسجل إشارات من الخلايا العصبية
isofluraneHana Pharm Corporationتكريس الموضوع
كيتامينيوهان شركةالمستخدمة للتخدير
ليدوكائين (2٪)Daihan Pharmaceutical  التخدير الموضعي
Matlab R2021bMathworksتحليل البيانات برنامج
مرقئ البعوضأدوات العلوم الدقيقة91309-12فروة الرأس
Alconيمنع العين من الجفاف  
تقوم شركةpovidoneبتطهير منطقة الشق
RHS 32ch Stim / Record headstageintan technologiesM4032توصيل الموصل بكابل الواجهة وتحتوي على رقاقة RHS / مكبر للصوت
RHS 6 أقدام (1.8 م) Stim SPI كابلواجهة IntelM3206توصيل قطب الجرافين ببرنامج
RHS Stim / Recordingتقنياتبرامج الحصول على البيانات
RHS التحفيز / تسجيل وحدة التحكمintan تقنياتM4200
محلول ملحيJW مشرط صيدلاني
HammacherHSB 805-03
أداة تجسيميةstoeltingربط الموضوع
معقم تحت الجلد إبرةKOREAVACCINE CORPORATIONتزيل ملقط
نسيج ستيفن ايريسالأم KASCO50-2026قم بإزالة الشفرة الجراحية الأم الجافية
رقم 11FEATHERقم بتقطيع فروة الرأس
الجراحيةالعلومالدقيقة 14090-09قم بتقطيع فروة الرأس وإزالة
تحفيز شعيراتالعصا
زيلازينباير كورياتستخدم للتخدير
الرأس أداة ربط مرهم Green Pharmaceutical Corporation تحكم intan أدوات الخشبية الأم الجافية

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Leergaard, T. B., et al. Rat somatosensory cerebropontocerebellar pathways: spatial relationships of the somatotopic map of the primary somatosensory cortex are preserved in a three-dimensional clustered pontine map. Journal of Comparative Neurology. 422 (2), 246-266 (2000).
  2. Craner, S. L., Ray, R. H.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Tags

Graphene Electrode ArrayBrain MappingCortical MapsSomatosensory CortexNeural Signal RecordingElectrocorticographyStereotaxic SurgeryLocal Field PotentialsHigh Spatiotemporal ResolutionBiocompatible Electrodes

Related Articles