غرس المزمن من الصفيف اليكتروكورتيكوجرافيك الجامعة القشرية في مرموز المشتركة
فبراير 1, 2019
وقد وضعنا مجموعة اليكتروكورتيكوجرافيك الجامعة القشرية مرموز المشتركة التي تغطي تقريبا كامل السطح الجانبية للقشرة، من القطب والقفويه إلى الزمانية واقطاب أمامي باستمرار. يصف هذا البروتوكول إجراء زرع مزمن في الصفيف في الفضاء فوق الجافية الدماغ مرموز.
يوضح هذا البروتوكول زرع صفيفة كهروكورتيكوغرافية على قشرة الرئيسيات غير البشرية. لتسليط الضوء على معالجة المعلومات على نطاق واسع في علم الأعصاب التحول الرئيسيات. والميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها توفر فرصة لرصد النشاط القشري الواسع النطاق بدقة زمنية مكانية عالية.
ابدأ بإجراء شق جلدي لمدة أربعة سنتيمترات عبر خط منتصف الرأس. استخدمي الشفف لفصل العضلة الصدغية عن الجمجمة حتى يتم كشف المنطقة الجراحية بأكملها. و امسح أي أنسجة من سطح الجمجمة
وقف النزيف تماما مع الضغوط أو شمع العظام حسب الضرورة. التفاف على حافة الجلد والعضلات مع الشاش مبلل. ووضع الحافة الأمامية للصفيف على حافة القطب الأمامي.
استخدام قلم رصاص للاحتفال المنطقة لعملية استئصال القحف المخطط لها، والشقوق والثقوب على الجمجمة. ووضع المجهر تشريح على منطقة الجراحة. حفر استئصال القحف على طول علامة واحدة.
أثناء الحفر، ضربة الهواء في حافة القطع للحفاظ على رؤية واضحة للجراح، وقطع العظام على طول الطريق حول علامة اثنين كما سيتم إرفاق قطعة العظام لا يزال دورا في المركز. ببطء وبعناية، رفع قطعة تصل من حافة واحدة. وتقشر الجافية مع ملعقة.
إزالة نصائح العظام من قطعة العظام والحفاظ على العظام ملفوفة في الشاش مبللة حتى يتم إرجاعها إلى الجمجمة في نهاية العملية. حفر في علامات ثلاثة وأربعة للسماح لإدراج الأقطاب الكهربائية في المناطق المدارية، الأمامية، والقذالي، على التوالي. حفر الشقوق على علامة خمسة للسماح تأكيد إذا تم إدراج الصفيف بشكل صحيح.
سوف يتم كشف الجافية الآن. اغسل المنطقة بالملوحة وتوقف النزيف مع اضماح الضغط وإسفنج الجيلاتين حسب الضرورة. تنظيف حافة استئصال القحف المفتوحة إذا لزم الأمر وجعل علامة ستة الشقوق التي سيتم وضع الأقطاب المرجعية.
إدراج ملعقة تحت الجمجمة لحماية المادة دورا، واستخدام المسمار ملليمتر واحد لحفر ثقوب المسمار في أربع نقاط حول كل الجذعية من الموصل. وتثبيت مسامير الذروة والمراسي لإصلاح الموصل إلى الجمجمة. ثم، وذلك باستخدام ملقط مسطحة لعقد الصفيف، إدراج صفيف electrocardiographic في الفضاء فوق الجافية.
ضع الأقطاب المرجعية في الفضاء فوق الجافية. ثم تطبيق الاكريليك الأسنان للإشارة. ضع الأقطاب الأرضية على سطح الجمجمة.
ثم تطبيق الاكريليك الأسنان إلى القطب الأرض. وضع قطعة العظام مرة أخرى في مكانها، وتطبيق الاكريليك الأسنان إلى مسامير لإصلاح موصل ورئيس آخر إلى الجمجمة. ثم استخدم خياطة من النايلون 6 لإغلاق الجلد عند الجبهة وفي مؤخرة النهاية.
واستخدام إغلاق الجلد لإصلاح الجلد على جانبي الموصل. هنا، يتم عرض أمثلة من إمكانات السمعية التي أثارت من مناطق سمعية متعددة في marmoset مستيقظا. أثناء التعرض للنغمات النقية العشوائية مع 20 نوعًا من الترددات ، يمكن ملاحظة أشكال الموجات المختلفة من المناطق السمعية السفلية والعليا ، مما يشير إلى أن الدقة المكانية للصفيف الكهربائي يمكن أن تلتقط معالجة معلومات مختلفة في مناطق القشرية المختلفة.
يمكن أن يكون الخيار مستحثًا في الدماغ في المارمسيت لأن الزرع الكهربائي لتمكين تحفيز الصور المزمن على المدى الطويل والمراقبة المتزامنة للاستجابات القشرية.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة بروتوكولاً لزراعة مصفوفة تخطيط كهربائية للقشرة الدماغية كاملة في القرد المرموس الشائع. تتيح هذه الزراعة المزمنة المراقبة المستمرة للنشاط القشري عبر مناطق مختلفة، مما يوفر رؤى حول معالجة المعلومات على نطاق واسع في علم أعصاب الرئيسيات.
المكونات الرئيسية للدراسة
مجال العلم
- علم الأعصاب
- الفيزيولوجيا الكهربائية
- التكنولوجيا العصبية
خلفية علمية
- تستخدم الدراسة نموذجاً من الرئيسيات غير البشرية، وهو القرد المرموز الشائع.
- تغطي مصفوفة تخطيط كهربية القشرة الدماغية تقريباً كامل السطح الجانبي للقشرة.
- تسمح هذه الطريقة بمراقبة القشرة الدماغية بدقة مكانية وزمانية عالية.
- يدعم الزرع في مناطق دماغية مختلفة التقييم الوظيفي للمعالجة السمعية.
الغرض من الدراسة
- تطوير بروتوكول للزراعة المزمنة لمصفوفة تخطيط كهربية القشرة.
- تسهيل المراقبة المستمرة للنشاط القشري في قرد المرموسيت.
- اكتساب رؤى حول معالجة المعلومات عبر المناطق القشرية المختلفة.
الطرق المستخدمة
- المنصة الرئيسية المستخدمة هي غرسة مصفوفة تخطيط كهربي للقشرة الدماغية.
- يتضمن النموذج البيولوجي قرد المرموسيت الشائع، مع التركيز على المناطق السمعية.
- تشمل الخطوات إجراء شق جلدي، وعملية ثقب الجمجمة، ووضع الأقطاب الكهربائية بعناية.
- يتم استخدام الغسيل بالمحلول الملحي والإرقاء بالضغط طوال فترة الإجراء.
- تسمح هذه التقنية بالمراقبة طويلة المدى والتحفيز الضوئي للاستجابات القشرية.
النتائج الرئيسية
- تم تسجيل أشكال موجية مختلفة من مناطق سمعية متعددة أثناء التعرض للصوت.
- نجحت مصفوفة تخطيط كهربائية القشرة في رصد معالجة متميزة مكانيًا في القشرة الدماغية.
- تمتلك هذه الطريقة القدرة على تمكين التحفيز الضوئي المزمن مع مراقبة الاستجابات.
- تم رصد رؤى حول المعالجة السمعية والاستثارة القشرية.
الاستنتاجات
- توضح هذه الدراسة طريقة للزرع المزمن لمصفوفة تخطيط قشرة الدماغ الكهربائي.
- تمكّن هذه التقنية من إجراء تقييم شامل للآليات العصبية واللدونة العصبية.
- تساهم هذه الطريقة في فهم النشاط القشري المرتبط بالمعالجة السمعية والتطبيقات المحتملة في مجال التكنولوجيا العصبية.
الأسئلة الأكثر شيوعاً
الأهمية الصناعية التنفيذية
يتيح هذا البروتوكول مراقبة كهروفيزيولوجية عالية الدقة لكامل القشرة المخية في نموذج ترجمي من الرئيسيات غير البشرية، مما يدعم التحقق من الأهداف وتقليل المخاطر الآلية في عملية اكتشاف أدوية الأمراض العصبية. ومن خلال رصد الديناميكيات القشرية واسعة النطاق بدقة مكانية تبلغ مليمترات ودقة زمنية تقل عن الميلي ثانية، يوفر هذا النهج ثقة تنبؤية لتقييم تأثيرات المركبات على وظيفة الدوائر العصبية. كما يجسّر هذا الأسلوب الفجوة بين مرحلتي الاكتشاف والمراحل قبل السريرية عبر توفير نظام مرتبط بالمرض لتقييم التفاعل القشري والمؤشرات الحيوية على مستوى الشبكة.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: يتيح استقصاء الفرضيات العلاجية من خلال القياس المباشر لنشاط الشبكة القشرية عبر المجمعات الجبهية والجدارية والصدغية.
- القيمة التشغيلية: يدعم الحد من المخاطر البيولوجية من خلال التحقق من ارتباط الهدف في دماغ أملس القشرة (lissencephalic) ذي تنظيم متماثل مع البشر.
الفحص وتطوير المقايسة
- القيمة العلمية: تهيئ الأنظمة القشرية المعتمدة لتوحيد المقاييس في الاختبارات اللاحقة من خلال إنشاء قراءات كهروبيولوجية مزمنة ومستقرة.
- القيمة التشغيلية: تسهل إمكانية تكرار المقايسة وقابلية التوسع من خلال تثبيت المصفوفة فوق الجافية واستقرار الإشارة على المدى الطويل.
الأبحاث الانتقالية والسريرية الأولية
- القيمة العلمية: يوفر محاذاة للنظام ذات صلة بالمرض من خلال تمكين مراقبة الجهود المثارة سمعياً ومعالجة المعلومات القشرية.
- القيمة التشغيلية: يضمن الاستمرارية الانتقالية من مرحلة الاكتشاف وصولاً إلى الزرع المزمن، مما يدعم التقييم الطولي للدونة العصبية والاستجابة الدوائية.
تكامل مسار العمل وسير العمل
تتكامل هذه الطريقة ضمن تسلسل عمليات الاكتشاف من خلال تمكين اختبار الفرضيات في مراحل البيولوجيا المبكرة، وجاهزية المقايسات في عمليات الفحص، والتحليلات الفيزيولوجية العصبية الكمية لتقييم ارتباط الهدف.
- بيولوجيا الاكتشاف: تدعم توضيح المسارات وتقليل المخاطر البيولوجية من خلال رسم خرائط شاملة للقشرة المخية لجهود المجال الكهربائي.
- الفحص: توفر الجاهزية للمقايسة من خلال الزرع المزمن وتسجيلات خط الأساس المستقرة عبر مناطق القشرة المخية.
- التحليلات: تولد قياسات كمية للمتغيرات التابعة مثل سعات وفترات كمون الجهد المستحث للمقارنة بين الظروف المختلفة.
- الأبحاث الانتقالية: تربط بالاستمرارية قبل السريرية من خلال نمذجة تنظيم قشري مشابه للإنسان وتمكين نماذج التحفيز المزمن.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: تضع المصفوفة كمنصة قابلة لإعادة الاستخدام لجلسات متكررة، مما يقلل من التباين لكل عينة ويعزز الإنتاجية.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تعزيز الثقة التنبؤية في التحقق من صحة الهدف من خلال مراقبة قشرية ذات دقة مكانية وزمانية عالية.
- القيمة التشغيلية: التوحيد القياسي وقابلية التكرار عبر التثبيت فوق الجافية وإجراء جراحي ثابت.
- القيمة الاستراتيجية: تحسين قرارات المضي قدماً أو التوقف عن المشروع عن طريق تقليل الغموض الميكانيكي في تأثيرات الأدوية على القشرة الدماغية.
- التأثير على المحفظة: تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر من خلال المؤشرات الحيوية الموضوعية للنشاط العصبي.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في جراحة الأعصاب، والفيزيولوجيا الكهربائية، والتعامل مع الرئيسيات.
- يعتمد على أدوات الجراحة المجهرية، والمثاقب، والخيوط الجراحية، والمواد اللاصقة المتوافقة حيوياً مثل أكريليك الأسنان.
- يستلزم توحيد المعايير بين الفرق فيما يخص بروتوكولات وضع الأقطاب الكهربائية، والمرجعية، والتأريض.
- يتضمن اعتبارات التكيف مع الأهداف القشرية المختلفة ونماذج التحفيز.
- يتقيد بمدى التدخل الجراحي وإدارة استجابة الأنسجة بعد الجراحة للاستخدام المزمن.
