Gleichstrom-Stimulation und Multi-Elektroden-Array-Aufnahme von Seizure-ähnliche Aktivität in Mäuse-Gehirn Scheibe Vorbereitung

Summary

Studien haben gezeigt, dass die kathodale transkranielle Gleichstromstimulation suppressive Effekte auf arzneimittelresistente Anfälle haben kann. In dieser Studie wurde ein in vitro Versuchsaufbau entwickelt, in dem die Gleichstromstimulation und die Aufzeichnung der anfallsähnlichen Aktivität durch Multielektrodenarrays bei der Präparation von Hirnschnitten von Mäusen evaluiert wurden. Die Gleichstrom-Stimulationsparameter wurden ausgewertet.

Abstract

Kathodaler transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) induziert unterdrückende Wirkung auf arzneimittelresistente Anfälle. Um eine effektive Durchführung von Aktionen, die Stimulationsparameter (zB Orientierung, Feldstärke und Stimulationsdauer) müssen bei Mäusen Hirnschnittpräparaten untersucht werden. Prüfung und die Ausrichtung der Elektrode relativ zu der Position der Mäuse brain slice Anordnung sind denkbar. Das vorliegende Verfahren bewahrt den thalamocingulate Weg die Wirkung von DCS auf anterioren cingulären Kortex anfallsähnliche Aktivitäten zu bewerten. Die Ergebnisse der Mehrkanal-Array-Aufnahmen zeigten, daß die kathodische DCS deutlich die Amplitude der Stimulation hervorgerufenen Reaktionen und die Dauer von 4-Aminopyridin und Bicucullin induzierten anfallsähnliche Aktivität verringert. Diese Studie fand auch, dass die kathodische DCS Anwendungen bei 15 min Langzeit-Depression im thalamocingulate Weg verursacht. Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkungen von DCS auf thalamocingulate synaptische Plastizität und akuten Anfall-ähnliche Aktivitäten. Das derzeitige Verfahren können testen , um die optimalen Stimulationsparameter einschließlich Ausrichtung, Feldstärke und Stimulationsdauer in einem in - vitro - Maus - Modell. Außerdem kann das Verfahren die Auswirkungen von DCS auf kortikalen anfallsähnliche Aktivitäten sowohl auf zellulärer und Netzwerkebenen bewerten.

Introduction

Epilepsie ist eine häufige neurologische Erkrankung. Dreißig Prozent der Patienten mit Epilepsie leiden an medikamentenresistenten Anfällen¹. Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) bietet einen nicht-invasiven Ansatz zur Kontrolle oder Veränderung von Netzwerkaktivitäten in großen Gehirnbereichen, wie z. B. Krampfanfällen. Klinische Studien haben gezeigt, dass tDCS hartnäckige Anfälle wirksam behandelt² und sowohl kurz- als auch langfristige suppressive Effekte auf die Anfälle^3-5 haben kann. Der therapeutische Mechanismus der tDCS-Wirkung ist jedoch noch unklar. Bei dem vorgestellten Hirnschnittmodell handelt es sich um eine ....

Protocol

Die Verfahren, die Tier Themen betreffen wurden von der Institutional Animal Care and Utilization Committee, Academia Sinica, Taipei, Taiwan genehmigt.

1. Vorbereiten Experimental-Lösung und Ausrüstung für die Multielektrodenarray Recording

1. Vorbereitung künstlicher Cerebrospinalflüssigkeit (aCSF; 124 mM NaCl, 4,4 mM KCl, 1 mM NaH ₂ PO _3, 2 mM MgSO _4, 2 mM CaCl _2, 25 mM NaHCO ₃ und 10 mM Glucose, mit 95% O ₂ und 5% CO _2).
2. Verwenden Sie zwei Arten von MEA-Sonden: 6 x 10 planaren MEA und 8 x 8 MEA. Die ehemalige Sonde umfasst die Region, die den....

Results

Vorbereitung der Thalamocingulate Scheibe und MEA Recording System-Setup

Die MT-ACC slice von Mäusen ist eine spezielle Scheibe Zubereitung , die Erforschung der elektrophysiologischen Eigenschaften des thalamocingulate Wegs ermöglicht. 1A zeigt die Art und Weise , in der die MT-ACC Scheibe hergestellt. Das Gehirn der Maus wurde schnell entfernt und hielt in kühlen , sauerstoffreiches aCSF (1A, a, b).<.......

Discussion

In der vorliegenden Studie wurden die Effekte der Dauer und der Orientierung von DCS auf ACC anfallsähnliche Aktivität wurden getestet. Um eine stabile Daten in mouse brain slices erhalten, wie die Integrität des MT-ACC-Weg zu halten und eine Beschädigung zu vermeiden, ist es Schlüssel, insbesondere die Schritte, in denen zwei abgewinkelte ventralen Einschnitte und eine dorsale Schnitt des Kortex hergestellt sind. Darüber hinaus kann die Zeit, um die Hirnschnitt herzustellen auch die Aktivität des Gehirns slice beeinflu.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anästhetikum:
Isoflurane	Halocarbon Products Corporation	NDC 12164-002-25	4%
Name	Company	Katalognummer<	strong>Kommentare
aCSF (gesamt:1 L):
D(+)-Glukose	MERCK	1.08337.1000	10 mM
Natriumhydrogencarbonat	MERCK	1.06329.0500	25 mM
Natriumchlorid	MERCK	1.06404.1000	124 mM
(+)-Natrium-L-Ascorbat, >=98%	SIGMA	A4034-100G	0,15 g/2 c.c
Magnesiumsulfat, wasserfrei, ReagentPlus	SIGMA	M7506-500G	2 mM
Calciumchlorid-Dihydrat	MERCK	1.02382.1000	2 mM
Natriumdihydrogenphosphat Monohydrat	MERCK	1.06346.1000	1 mM
Kaliumchlorid	Mai & Baker Ltd Dagenham England	MS 7616	4.4 mM
Name	Company	Katalognummer	<>Kommentare
Medikamente:
(+)-Bicuculline	TOCRIS	0130	5 µ M in aCSF
4-Aminopyridin	TOCRIS	0940	250 µ M in aCSF
Name	Company	<>Katalognummer<	strong>Kommentare
Brain slice Vorbereitung:
Vibratome	Vibratome	Series 1000	Block Schneiden in 500 & Mikro; m dicke Scheiben
Name	<>Unternehmen	Katalognummer<	strong>Kommentare
MEA System:
Sonden: 6 x 10 planare MEA	Mehrkanalsysteme	60MEA500/30iR-Ti-pr MEAS 6x10	Elektrodendurchmesser, 30 &Mikro; m; Elektrodenabstand, 500 & Mikro; m; Impedanz, 50 kΩ bei 200 Hz
Multielektrodenarray (MEA) Sonden: 8 x 8 MEA	Ayanda Biosystems	60MEA200/10iR-Ti-pr MEAS 8x8	pyramidenförmige Elektrode; Durchmesser, 40 & Mikro; m; Spitzenhöhe, 50 &Mikro; m; Elektrodenabstand, 200 & Mikro; m; Impedanz, 1.000 kΩ bei 200 Hz
Es wurde ein 60-Kanal-Verstärker mit einem Bandpassfilter verwendet, der zwischen 0,1 Hz und 3 KHz bei 1.200-facher Verstärkung eingestellt	Mehrkanalsysteme	MEA-1060-BC
MC Rack-Software mit einer Abtastrate von 10 KHz	Mehrkanal-Systeme		Software zur Datenerfassung und Aufzeichnung
eines Impulsgenerators	Mehrkanal-Systeme	STG 1002
Schichtanker-Kits und Halte	Warner Instruments	SHD-26H/10; WI64-0250
Peristaltische Pumpe-minipuls3	Gilsom	MINIPULS3	Perfusionsrate : 8 ml/min
Name	Company	Katalognummer	>Kommentare
>Stimulationssystem:
Isolierter Stimulator	A-M Systems	Modell 2100	Intensität von ± 350 μ A , Dauer von 200 μ sec
Wolframelektrode	A-M Systems	575300	im Thalamus platziert