在大鼠多个脑区进行体内电生理记录脑活动

摘要

来源：Haumesser, J. K.，等。在麻醉大鼠中对超直接通路的局部场电位和多单位活动进行急性体内电生理记录。J. Vis. Exp.(2017)。

本视频展示了在多个位点进行脑电活动电生理记录前，制备麻醉大鼠的详细步骤。通过解剖头皮暴露颅骨，并在精确位置钻孔以安装和固定电极。随后将钨丝微电极插入目标位置，以记录数据。

方案

所有涉及动物模型的操作均已被当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会审核。

1. 手术

1. 进行电生理记录时，使用乌拉坦（CAUTION）进行麻醉。
   注意：乌拉坦具有毒性和致癌性，因此务必遵守该物质制造商提供的安全规程和数据表中的规定。
2. 配制浓度为 200 mg/mL 的乌拉坦溶液，溶剂为 0.9% 氯化钠（NaCl）生理盐水。
3. 按 1.3 g/kg 体重剂量经腹腔（IP）注射乌拉坦。根据大鼠品系的不同，为提高麻醉安全性，可将总剂量分为两次注射，两次注射间隔 15 分钟。
4. 通过足底回缩反射及其他适当反射评估麻醉深度。若麻醉深度不足以进行手术操作，可追加注射 0.15 g/kg 体重剂量的乌拉坦（IP），并等待 15 分钟。
5. 涂抹眼膏以防止角膜脱水。
6. 在麻醉期间持续监测呼吸频率和足底回缩反射。使用带温度控制的小动物加热垫，以确保手术全程维持生理体温。在开始电生理记录前，更换为非电传导的替代材料（例如醋酸钠头部垫片）。
7. 剃除头背部的毛发，以获得清洁的手术区域。使用适当的外科消毒剂对切口周围进行消毒。将动物固定于立体定位仪中。
8. 使用手术刀沿矢状方向做一条长约 2 cm 的头皮切口。用手术刀轻轻刮除颅骨腱膜，并对颅骨进行消毒。使用浸有 ....

结果

图1：靶向丘脑底核的背腹向电极轨迹记录到的典型多单位放电活动。 （A）腹侧后内侧丘脑核（VPM）、未定带（ZI）、丘脑底核（STN）和黑质网状部（SNr）的多单位记录。VPM 表现出稀疏且不规则分布的高幅尖峰放电，当电极接近 ZI 时，这种放电模式停止。当电极进入 STN 时，可观察到典型的高频放电模式，表现为中等幅度的短暂簇状放电。SNr 可通过其高幅且规律的放电模式加以识别。（B）STN 轨迹叠加于大鼠立体定位图谱图像21。上部分：冠状面；下部分：矢状面。注意电极尖端穿过 VPM 和 ZI 的路径。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
定制硬膜外 Ag/AgCl 电极	Goodfellow GmbH D-61213 Bad Nauheim, Germany info@goodfellow.com	产品编号 AG005127，99.99% 银丝	Ag/AgCl 电极可提供更优的信号质量，但仅可用于急性实验。可能的替代品：不锈钢电极
带丙烯酸块的立体定位固定装置	David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, USA	产品编号 型号 1770 标准电极固定器	确保丙烯酸块具有适合目标区域电极配置的凹槽。可通过锉刀轻松修改丙烯酸块以获得所需构型。可能的替代品：自制电极固定器
阻抗为 1.5 MΩ 的钨微丝电极	Microprobes.com 18247-D Flower Hill Way Gaithersburg, Maryland, 20879 USA	产品编号 WE3ST31.5A5-250um	1.5 MΩ 的阻抗对于同时记录多单元活动（MUA）和局部场电位（LFP）是必需的。可能的替代品：可使用不同材料的微电极。电极必须笔直、坚固且尽可能细。
大鼠定位工具	David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, USA	产品编号 型号 944 大鼠定位工具	可实现脑组织的精确定向，以匹配立体定位图谱。可能的替代品：带套管的立体定位固定装置
双组分牙科丙烯酸树脂	Associated Dental Products Ltd. Kemdent Works, Purton, Swindon Wiltshire, SN5 4HT, United Kingdom	Simplex Rapid Powder Clear 225g，产品编号：ACR803；Simplex Rapid Liquid 150ml，产品编号：ACR920	根据所用电极的不同，若电极体积小且重量轻，使用快干胶可能是一种简便的替代方案。可能的替代品：快干胶（氰基丙烯酸酯类）
法拉第笼	自制		合适的法拉第笼是对电磁干扰最佳的防护措施，但任何可形成箱形结构或覆盖在框架上且由导电材料制成的物体均可能提供一定帮助。可能的替代品：铝箔或铜网
具备记录软件及在线 spike 分类功能的电生理记录系统	OmniPlex® 神经数据采集系统 Plexon Inc 6500 Greenville Avenue, Suite 700 Dallas, Texas 75206 USA		离线分类软件是潜在替代方案，开源社区中可免费获取多种脚本和软件。