أغسطس 18, 2018
وقد أظهرنا أن غرس ميكروليكترودي في القشرة الحركية الفئران يسبب العجز الحركي فورية ودائمة. الأساليب المقترحة هنا الخطوط العريضة جراحة زرع ميكروليكترودي وثلاث مهام السلوكية القوارض توضيح التغييرات المحتملة في الدالة موتور غرامة أو الإجمالي بسبب الأضرار التي تسببت في زرع للقشرة الحركية.
يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال الهندسة العصبية مثل ما إذا كان زرع الجهاز له آثار على الوظيفة الحركية على المدى الطويل. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه على عكس أنسجة نقطة النهاية ، يوفر السلوك المستمر قياسا عالميا في الوقت الفعلي للوظيفة الحركية طوال فترة الدراسة. لبدء هذا الإجراء ، حقن بمضاد حيوي سيفالوسبورين تحت الجلد لمنع العدوى ومضاد للالتهابات غير الستيرويدي لإدارة الألم.
بعد ذلك ، ضع مرهم العيون على عيون لمنعها من الجفاف. باستخدام مقصات أظافر الصغيرة ، قم بقص أظافر القدم لمنع من خدش الغرز أثناء التئام الجروح بعد الجراحة. بعد ذلك ، قم بتزويد مسكن موضعي بحقنة تحت الجلد من بوبيفاكائين في منطقة الشق على رأس.
قم بتركيب على إطار تجسيمي باستخدام قضبان الأذن لمنع الرأس من الحركة أثناء الجراحة. ثم ضع وسادة تسخين المياه المتداولة تحت للحفاظ على درجة حرارته الداخلية. بعد ذلك ، افرك المنطقة الجراحية باستخدام محلول البيتادين المتناوب ومقشر الأيزوبروبانول.
ثم قم بإجراء قرصة إصبع القدم وفقا للبروتوكول المؤسسي للتأكد من أن تحت المستوى الجراحي. لتحضير للزرع ، قم بعمل شق بحجم بوصة واحدة تقريبا على طول خط الوسط لفضح الجمجمة. قم بإزالة السمحاق بصراحة باستخدام قضيب برأس قطني ووقف أي نزيف باستخدام قطعة من الشاش.
ثم اسحب الأنسجة المحيطة باستخدام مشابك التمساح أو مرقئ. بعد تنظيف الجمجمة ، ضع بضع قطرات من لاصق الأنسجة القائم على السيانوا أكريليت على الجمجمة المكشوفة لتحسين الترابط الأسمنتي للأسنان في الخطوات اللاحقة. في نصف الكرة المختار ، حدد منطقة القشرة الحركية المقابلة لحركة المخلب الأمامي عن طريق إنشاء شق في العظم.
قم بإزالة جزء من الجمجمة باستخدام مثقاب أسنان دائري برأس 1.75 ملم مع إيلاء الاعتبار بشكل خاص لعدم الحفر بسرعة كبيرة أو بعمق شديد. يجب تطبيق المثقاب على الجمجمة بشكل متقطع لتجنب ارتفاع درجة الحرارة. باستخدام المحلول الملحي والشفط الخفيف ، قم بإزالة أي بقايا عظمية من الجمجمة.
احرص على عدم إتلاف الجافية أثناء الحفر. ثم استخدم الملقط الدقيق أو الملقط الصغير المنحني لإزالة العظم المتبقي. بعد ذلك ، اعكس الجافية باستخدام معول جافية بدقة 45 درجة.
نظف أي نزيف باستخدام قضيب برأس قطني ومحلول ملحي مع الحرص على عدم لمس سطح الدماغ مباشرة. لإدخال القطب الصغير في قشرة المحرك ، قم بتركيب القطب الصغير المعقم بعناية في الحامل العام على الإطار التجسيمي ، مع الحرص على عدم اصطدام ساق القطب. تأكد من أن موصل واجهة مرحلة الرأس للقطب الكهربائي مثبت بإحكام بواسطة الحامل.
باستخدام المعالج الدقيق على الإطار التجسيمي ، ضع طرف القطب بعناية فوق حج القحف المفتوح. اخفض القطب برفق حوالي ملليمترين في الدماغ. توخي الحذر لتجنب أي وعوية مرئية كلما أمكن ذلك.
للإدخال اليدوي / اليدوي كما هو موضح هنا ، يتم استخدام الملقط الدقيق لإدخال القطب الكهربائي الوهمي غير الوظيفي من السيليكون. بمجرد وضع القطب الكهربائي في مكانه ، حرر الموصل بعناية من الحامل العام واسحب ذراع الإدخال. نظف بعناية أي نزيف من حول القطب باستخدام قضيب قطني ومحلول ملحي.
بعد ذلك ، قم بإغلاق حج القحف حول القطب المزروع باستخدام مطاط صناعي سيليكون. ثم قم بتثبيت القطب الكهربائي على الجمجمة باستخدام أسمنت الأسنان. بمجرد أن يجف الأسمنت تماما ، اجمع حواف الشق معا في الجزء الأمامي والخلفي من غطاء رأس الأسمنت وقم بخياطتها.
بالنسبة للغرسات غير الوظيفية ، قد يتم إغلاق الشق بالكامل. لبدء اختبار شبكة المجال المفتوح ، ضع في وسط الشبكة متجها بعيدا عن المختبر. اسمح للحيوان بالركض بحرية لمدة ثلاث دقائق أثناء تسجيل مقطع فيديو.
عندما يكمل الاختبار ، أخرجه من الشبكة ونظف الشبكة جيدا باستخدام معقم قائم على ثاني أكسيد الكلور. قم بتحليل عدد خطوط الشبكة التي تم عبورها ، وإجمالي المسافة المقطوعة ، والسرعة القصوى للحيوان كمقاييس للوظيفة الحركية الإجمالية باستخدام برنامج تتبع الفيديو. لاختبار السلم ، يلزم أسبوع واحد من التدريب قبل تسجيل درجات خط الأساس قبل الجراحة.
ثم انقل إلى قفص احتجاز نظيف مؤقت لبدء اختبار السلم. قم بإعداد السلم بحيث يربط قفصين. تقع نهاية البداية من السلم على قفص نظيف ، وتقع نهاية النهاية في قفص منزل لتكون بمثابة دافع لإكمال الجري.
ضع كاميرا الفيديو المستخدمة لتصوير اختبار السلم على حامل ثلاثي القوائم في وسط السلم حول ارتفاع الدرجة. مع تشغيل كاميرا الفيديو ، أمسك عند خط البداية للسلم ، مما يسمح لأقدامه الأمامية بلمس الدرجة الأولى. اسمح للفأر بعبور السلم بالسرعة التي تناسبه.
الوقت المنقضي بين اللحظة التي يلامس فيها مخلب الدرجة الأولى وخط النهاية من الدرجة الثالثة إلى الأخيرة سيحدد وقت للعبور. إذا استدار على السلم أو لم يتحرك لمدة 20 ثانية ، ففكر في فشل. قم بتعيين وقت تسجيل ركلة جزاء لكل جولة فاشلة وحدد وقت الجزاء من خلال أبطأ أداء تم تسجيله أثناء اختبار ما قبل الجراحة.
اسمح لكل بعبور السلم خمس مرات في كل يوم اختبار مع راحة دقيقة واحدة تقريبا بين كل شوط. متوسط أسرع ثلاث أشواط يوميا كمقياس لوظيفة المحرك الدقيق. بالإضافة إلى ذلك ، سجل عدد المرات التي ينزلق فيها كل من الكفوف الأمامية من الدرجات باستخدام برنامج تتبع الفيديو.
لاختبار قوة القبضة، ضع مقياس قوة القبضة على حافة المنضدة مع تمديد مقود المقبض على الأرض. ثم اسمح للحيوان بالامساك بقضبان المقبض بكلا الكفوف الأمامية بينما يمسك بقاعدة الذيل. بمجرد أن يكون للحيوان قبضة قوية مع كل مخلب ، اسحبه بعيدا عن العداد بواسطة قاعدة الذيل بقوة بطيئة وثابتة.
سجل أقصى قوة قبضة يمارسها بواسطة مقياس قوة القبضة. اختبر كل ثلاث مرات في كل يوم اختبار مع راحة لمدة دقيقتين تقريبا بين كل اختبار. كمقياس لوظيفة المحرك الدقيق ، قم بتسجيل وحساب الحد الأقصى لقوة القبضة من كل تجربة من التجارب الثلاث.
شوهد اختلاف كبير في أداء شبكة الحقول المفتوحة بين الضابطة والمزروعة فقط في الأسبوع الأول من الاختبار بعد فترة التعافي. لم يكن هناك فرق في الأداء لبقية الدراسة مما يشير إلى عدم وجود عجز في الوظيفة الحركية الإجمالية على المدى الطويل. بصرف النظر عن الأسبوع الأول من اختبار ما بعد الشفاء ، تعبر التحكم السلم بشكل أسرع بكثير من المزروعة.
لم تكن المزروعة قادرة على الحفاظ على سرعات عبور سلم ما قبل الجراحة مما يشير إلى عجز محتمل في الوظيفة الحركية الدقيقة. ويدعم ذلك أيضا زيادة حدوث زلات المخلب اليمنى في المزروعة المرتبطة بمنطقة الدماغ التي تتلقى الزرع. غالبا ما حققت التحكم نتائج قوة قبضة أعلى بكثير مقارنة بالحيوانات المزروعة على مدار الدراسة.
بالإضافة إلى ذلك ، أداء المزروعة أقل بكثير من الأداء الأساسي مباشرة بعد التعافي ، ولكنها تحسنت بمرور الوقت وعادت إلى الأداء الأساسي. يظهر هنا ارتباط أداء السلم بكثافة مضان الغلوبولين المناعي G ، وهي علامة على نفاذية الحاجز الدموي الدماغي. تم العثور على معامل ارتباط قدره 0.901 يشير إلى وجود ارتباط قوي جدا.
بمجرد إتقان هذه التقنية ، يمكن إجراء هذه التقنية في حوالي 30 دقيقة لكل لكل جلسة اختبار. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم تقليل المتغيرات البيئية لأنها قد تشتت انتباه عن المهمة التي تقوم بها. بعد هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى بما في ذلك الكيمياء المناعية أو تقنيات التصوير الضوئي الأخرى من أجل التحقيق في الاستجابة الخلوية أو الأنسجية للإلكترونيات الدقيقة المزروعة.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إجراء فحص سريع وبسيط وقابل للتكرار للعجز الحركي الجسيم والدقيق الذي قد ينشأ عن زرع الجهاز أو الإصابة في القشرة الحركية الأولية.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
تبحث هذه الدراسة في تأثيرات زرع الأقطاب الكهربائية الدقيقة في القشرة الحركية للجرذان، مما يكشف عن قصور حركي فوري ومستمر. وتتضمن الطرق الموضحة الزرع الجراحي والمهام السلوكية لتقييم التغيرات في الوظيفة الحركية.
يعد تقييم العجز الحركي الوظيفي الذي يلي زرع الأقطاب الكهربائية الدقيقة داخل القشرة الدماغية أمراً بالغ الأهمية لتقليل المخاطر المرتبطة بتقنيات الواجهة العصبية في مرحلة التطوير قبل السريري. وتوفر المراقبة السلوكية في الوقت الفعلي قيمة تنبؤية لنتائج الوظيفة الحركية على المدى الطويل، مما يدعم اتخاذ قرارات المضي قدماً أو التوقف في المراحل المبكرة من تقييم الجهاز. يتيح هذا النهج فهماً ميكانيكياً للاستجابات النسيجية المرتبطة بالزرع وعواقبها الوظيفية، مما يوجه عملية التطوير المعدلة حسب المخاطر في برامج واجهات الدماغ والحاسوب BMI.
تتكامل هذه الطريقة ضمن سلسلة عمليات الاكتشاف، بدءاً من الفحص الأولي للأجهزة وصولاً إلى التحقق قبل السريري، مما يتيح تحسيناً تكرارياً للتصميم بناءً على المخرجات الحركية الوظيفية.