التلاعب البصري الوراثي للدوائر العصبية للانتقال من النوم إلى اليقظة في الفئران

قم بتأمين فأر مخدر بجمجمة مكشوفة في إطار تجسيمي.

تحتوي

نواة سرير الدماغ في السطور الطرفية (BNST) على خلايا عصبية منقولة فيروسيا، تعبر عن القنوات الكاتيونية الحساسة للضوء.

قم بحفر ثقوب في الجمجمة ، وأدخل الألياف البصرية ، وقم بتثبيتها بمسامير داعمة وأسمنت الأسنان.

قم بحفر ثقوب إضافية لوضع مجموعة تحتوي على أقطاب كهربائية لتخطيط كهربية الدماغ (EEG) وتخطيط كهربية العضل (EMG) وتثبيتها بمادة لاصقة.

كشف عضلات الرقبة لإدخال أسلاك قطب مخطط كهربية العضل ، ثم اسمح بالتعافي.

قم بتوصيل الماوس بنظام التسجيل ، وضعه في غرفة تجريبية ، واتركه ينام.

توصيل الضوء عبر الألياف البصرية لتنشيط القنوات الكاتيونية الحساسة للضوء ، مما يؤدي إلى تدفق الكاتيون الذي يولد إمكانات العمل.

تنتشر الإشارات إلى مناطق تنظيم النوم وتعزز اليقظة.

سجل إشارات مخطط كهربية الدماغ لمراقبة نشاط الدماغ وإشارات مخطط كهربية العضل للكشف عن نشاط العضلات لمراقبة الانتقال من النوم إلى اليقظة.

بالنسبة لمخطط كهربية الدماغ ، أو EEG ، ومخطط كهربية العضل ، أو EMG ، زرع القطب الكهربائي ، قم أولا بلحام سلكين من الفولاذ المقاوم للصدأ تم تجريد ملليمتر واحد من العزل من كلا الطرفين إلى أقطاب EMG ووضع مركز الأقطاب الكهربائية على البرجما. ثم حدد موضع كل قطب كهربائي لمخطط كهربية الدماغ.

لتحديد موضع غرسة الألياف الضوئية ، قم بتوصيل حلقة الألياف الضوئية بالمناور وقم بتدوير ذراع المناور بزاوية زائد أو ناقص 30 درجة مقابل خط أفقي. ضع طرف الألياف على بريجما وسجل الإحداثيات. حرك الطرف إلى خط الإدراج المستهدف وحدد الموضع على الجمجمة وموضع برغي التثبيت بجوار موقع الإدخال.

استخدم مثقاب الأسنان لحفر الجمجمة في كل موقع واستخدم المعالج لإدخال الألياف البصرية برفق حتى تصل إلى ما فوق BNST. يجب أن يستقر الطويق على الجمجمة المتبقية. قم بتثبيت الألياف على الجمجمة بمسمار تثبيت ، مع الحرص على عدم كسر الجافية أو إتلاف أي أنسجة.

ثم قم بتغطية الألياف والمسمار بأسمنت الأسنان القابل للعلاج بالضوء. بعد ذلك ، قم بحفر ثقوب لأقطاب EEG / EMG وأدخل طرف القطب الأول في ثقب واحد. أمسك الغرسة بيد واحدة ، ضع مادة لاصقة cyanoacrylate على الفراغ بين الجمجمة والقطب الكهربائي وأدخل القطب الكهربائي بقية الطريق ، مع الحرص على عدم إتلاف أي أنسجة.

عندما يتم وضع جميع الأقطاب الكهربائية ، قم بتغطية محيط الأقطاب الكهربائية والألياف الضوئية بمادة لاصقة سيانواكريليت إضافية ومسرع سيانواكريليت لتجنب التسبب في أي انقطاع عند الطويق للكابل البصري والقطب الكهربائي لمناطق توصيل الأسلاك الرصاصية. الآن قم بكشف عضلات الرقبة ، وأدخل الأسلاك الخاصة بقطب مخطط كهربية العضل تحت العضلات. اضبط طول قطب مخطط كهربية العضل بحيث يتناسب مع العضلات القفوية مباشرة واملأ الغرسات بمزيد من مادة لاصقة ومسرع سيانوأكريلات.

ثم ضع الماوس على وسادة حرارية مع المراقبة حتى التعويض الكامل. لمراقبة مخطط كهربية الدماغ / مخطط كهربية العضل أثناء الإثارة الضوئية للخلايا العصبية المستهدفة ، استخدم أولا عدديا لضبط شدة الليزر واستخدم الطويق لربط طرف كابل الليزر بألياف بصرية غير مستخدمة. تأكد من عدم وجود مسافة عند التقاطع بين الألياف والكابل.

بعد 20 دقيقة ، انبعاث الليزر الدافئ إلى مدقق الكثافة واضبط الكثافة على 10 مللي واط لكل ملليمتر مربع. اضبط مدة نبضة الضوء على 10 مللي ثانية ، وفترة الراحة على 40 مللي ثانية ، والدورة على 20 ، والتكرار على 20. قم بتغيير وضع الليزر إلى منطق الترانزستور وتأكد من أن نبضات الضوء تنبعث من الألياف التي يتحكم فيها منظم النمط.

قم بتوصيل القطب المزروع ومحول الكابل ، ثم قم بتغطية الوصلة بمادة غير منفذة للضوء لمنع تسرب الليزر. وعندما يكون الليزر جاهزا ، انقل الفئران إلى الغرفة التجريبية لتسجيل مخطط كهربية الدماغ / مخطط كهربية العضل. لتقييم زمن الوصول إلى اليقظة من حركة العين غير السريعة أو نوم حركة العين السريعة ، قم بالحد من وقت التسجيل ووقت اكتساب الموقع المحسن والسماح للفئران بالتحرك بحرية في الغرفة التجريبية لمدة ساعة واحدة على الأقل.

خلال الفترة التجريبية ، راقب إشارات EEG و EMG في نفس شاشة التسجيل. قم بتقييم حالة الماوس على أنها يقظة أو نوم حركة العين غير السريعة أو نوم حركة العين السريعة باستخدام التحكم في الكسب لكل موجة لسهولة التمييز بين كل حالة. لقياس زمن انتقال حركة العين غير السريعة إلى اليقظة ، راقب نوم حركة العين غير السريعة لمدة 40 ثانية ، ثم قم بتشغيل مولد النمط لتحفيز الصورة وتأكيد انبعاث الليزر للألياف البصرية المزروعة.

ثم سجل إشارات مخطط كهربية الدماغ / مخطط كهربية العضل حتى تتغير حالة النوم إلى اليقظة.