زرع مصفوفة تخطيط كهربية القشرية الرخوة تحت الجافية (ECoG) والتسجيل القشري طويل الأمد في الخنازير الصغيرة

يمكن أن يصبح هذا النموذج معيارا للتحقق من السلامة والفعالية للأجهزة القشرية المزمنة من حيث التوافق الحيوي والدقة وجودة الإشارة. يصف الإجراء الخاص بنا طريقة قابلة للتكرار وقابلة للتطوير لإجراء متابعة طويلة الأجل لسلامة الجهاز وفعاليته. وهذا يشمل المراقبة العصبية بمرور الوقت ، وكذلك التصوير في الجسم الحي وخارج الجسم الحي.

طريقتنا سوف تساعد في تطوير التعويضات العصبية القشرية الحسية والحركية. إنها أداة لفهم نشاط الشبكات القشرية واسعة النطاق. يمكن استخدام هذه الطريقة في علم الأعصاب الأساسي للتحقيق في الاتصال الوظيفي عبر مناطق قشرية مختلفة.

يمكن أيضا تطبيقها على نماذج الكبيرة الأخرى. يحتاج النهج الجراحي إلى بعض الممارسة ، والتي يمكن اكتسابها على الجثث أو التجارب الحادة أولا. يجب أن تكون القياسات واضحة إلى حد ما.

للبدء ، شق جلد المخدر بسكين مشرط على طول خط الوسط. افصل العضلات والسمحاق عن العظم باستخدام موزعات موضعية ووضعها للوصول الأمثل. لإجراء حج القحف ، قم بحفر المخطط باستخدام مثقاب عظمي مع لقمة قطع مستديرة ، مع مراعاة سمك الجمجمة كما تم قياسه على الأشعة السينية.

قم بري موقع الحفر بمحلول ملحي لتجنب ارتفاع درجة حرارة العظام. حفر بعناية المخطط بشكل متجانس حتى تصل إلى الأم الجافية. عند الاختراق الأول ، قم بإنهاء حفر المخطط التفصيلي حتى يضعف بدرجة كافية لاختراقه تقريبا.

ثم استخدم ملعقة مسطحة لكسر رفرف العظم في قطعة واحدة باستخدام حافة حج القحف كرافعة. لإجراء بضع الرحم ، باستخدام الإبرة من مجموعة خياطة ستة أوه ، اخترق بعناية ورفع الأم الجافية في الطرف الأمامي أو الخلفي من حج القحف ، في منتصف الطريق بين الجانب الإنسي والجانبي ، وإنشاء بداية شق بسكين الطعنة. ثم باستخدام ملعقة مسطحة صغيرة يتم إدخالها في الفضاء تحت الجافية ، وتعمل كقاعدة قطع لحماية القشرة.

قم بإنشاء شق أمامي خلفي في الأم الجافية عن طريق التقدم في وقت واحد باستخدام كلتا الأداتين. تأكد من أن الشق أكبر قليلا من عرض الغرسة. ضع الغرسة فوق شق الأم الجافية وباستخدام ملقط صغير ، أدخل الجهاز تحت الجافية عن طريق تحريكه بالتتابع على كل حافة.

أمسك بعناية نهاية قاعدة الجهاز وتقدم مع الغرسة حتى لا تخلق توترا يعيق الإدراج. أوقف الإدخال عندما تكون حافة الموصل موجودة أعلى الشق. لتثبيت الغرسة في مكانها ، ضع جسرا من التيتانيوم فوق الكابل بعد حافة حج القحف أو في أجنحة التثبيت ، وقم بتثبيته بواحد أو اثنين من مسامير التيتانيوم باستخدام مفك البراغي المناسب.

بعد ذلك ، خيط الأم الجافية بعناية حول كابل الزرع. باستخدام خياطة قابلة للامتصاص بثلاثة أوه وحامل إبرة صغير ، اجمع حافتي الأم الجافية معا قدر الإمكان دون تمزيق الغشاء الرقيق بسلك الخياطة. لإجراء وضع السديلة العظمية ، ثبت جسرا من التيتانيوم على الجزء الأمامي والخلفي من كل سديلة عظمية باستخدام برغي من التيتانيوم.

المسمار نهاية جسور التيتانيوم إلى الجمجمة. بعد ذلك ، خطط لاتجاه صفيحة القدم لضمان إمكانية تثبيت جميع الأرجل في الجمجمة. ثم قم بتأمين صفيحة القدم عن طريق شد مسامير التيتانيوم في صفيحة القدم حتى تصبح ثابتة في مكانها.

ثم المسمار قاعدة التمثال على صفيحة القدم. قم بإنشاء خيوط تحت الجلد بسلك خياطة غير قابل للامتصاص بأربعة أوه مع خيوط تفصل بينها ثلاثة ملليمترات. ابدأ بعيدا عن قاعدة التمثال ، وتحرك نحوها على جانبي الشق.

بعد ذلك ، أغلق الطبقة الجلدية عن طريق خياطة الجلد باستخدام سلك خياطة ستة أوه غير قابل للامتصاص. مع الغرز على بعد خمسة ملليمترات. ابدأ بعيدا عن قاعدة التمثال ، وتحرك نحوها على جانبي الشق.

احرص على تحقيق وضع جيد للأنسجة بين السديلات الجلدية وبالقرب من حافة القاعدة لتجنب حدوث فراغ. بعد توصيل مرحلة الرأس اللاسلكية بالحيوان الذي تم تحقيقه إما عن طريق حمل أو تشتيت انتباهه عن طريق التغذية بالمكافآت ، قم بتسجيل إشارات الدماغ المستيقظة. تأكد من وضع هوائي مكبر الصوت والسماعات الخارجية بالقرب من قفص الخنزير أثناء تسجيل الإشارات.

يمكن تعيين النشاط الأساسي بدون محفزات صوتية وإمكانات سمعية مستثارة استجابة لتحفيز انفجار نغمة 800 هرتز عبر مجموعة الأقطاب الكهربائية. يتم عرض الجهد السمعي المستثار في قناة قطب كهربائي واحد بمرور الوقت مع أسهم تشير إلى الاستجابة ويظهر نشاط خط الأساس كمقارنة. تم إجراء التصوير في الجسم الحي أثناء الجراحة وبعد الجراحة لتقييم حالة الدماغ وتحديد موضع الزرع.

تم التحقق من وضع الزرع بالأشعة السينية للطائرة أثناء العملية ، وعدم الطي كما لوحظ من خلال وضع علامة ظليل للأشعة. سطح الدماغ سليم كما يمكن ملاحظته في التصوير بالرنين المغناطيسي بعد العملية الجراحية. بشكل عام ، مع نظام الزرع والقاعدة هذا ، يمكن تصوير الدماغ بالكامل على مدار فترة الزرع لرؤية الهياكل التشريحية أو وجود سائل ودم حول الغرسة.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الأقطاب الكهربائية السريرية كمقارنات في هذه الدراسة ، ولكن لا يمكن تصويرها في التصوير بالرنين المغناطيسي بسبب مخاوف تتعلق بالتدفئة والسلامة وتتطلب فحوصات التصوير المقطعي المحوسب. يتيح خط الأنابيب المقدم استخراج الدماغ بالكامل وتقسيمه لتصوير نصفي الكرة الأرضية. أظهر تصوير قسم الأنسجة بالكامل طبقة عصبية واضحة.

يتم تعريف الخلايا بوضوح على التصوير متحد البؤر عند 20x وتمكين التحقيق الدقيق في علامات الالتهاب. تم استخدام التوصيف الكهروكيميائي للأجهزة لاستخراج معامل المعاوقة والطور في المختبر ، والذي تم تتبعه بمرور الوقت عند كيلو هرتز واحد خلال الأشهر الستة من الزرع. من الأهمية بمكان اختيار عمر وحجم بعناية لتجنب فتح الجيوب الأنفية أثناء الجراحة.

هذا من شأنه أن يضر بالتجربة المزمنة. من المهم تجنب النزيف عند الوصول إلى الأم الجافية أو إدخال الغرسات. هذا سوف تجنب المزيد من المضاعفات والاستجابة الالتهابية.

بمجرد وضع هذا النموذج في مكانه ، يمكن استخدامه لأداء الفيزيولوجيا الكهربية التي تتصرف بحرية في الخنازير الصغيرة وتسجيل النشاط من مجالات الاهتمام القشرية. يمكن تطبيق هذه الطريقة في جمع بيانات السلامة البيولوجية لتقديم تجربة سريرية عند تطوير أطراف اصطناعية عصبية جديدة سيتم ترجمتها إلى البشر.