Implantation einer Elektrode in den subthalamischen Kern einer Ratte

Bereiten Sie eine anästhesierte Ratte vor, die auf einer stereotaktischen Einheit gesichert ist.

Mache einen Schnitt in der Mittellinie.

Entfernen Sie das Periost und legen Sie die Schädelnähte frei.

Markieren Sie die rechten Koordinaten des subthalamischen Kerns oder STN für die Elektrodenimplantation.

Bohren Sie ein Loch und ziehen Sie die Membran ein.

Bohren Sie zusätzliche Löcher und befestigen Sie Knochenschrauben.

Richten Sie die monopolare Elektrode an den STN-Koordinaten aus und führen Sie sie vorsichtig in den Bereich ein.

Schließen Sie die Elektrode an das Aufnahmesystem an. Erden Sie die stereotaktische Einheit und decken Sie die Ratte mit Aluminiumfolie ab, um elektromagnetische Störungen zu vermeiden.

Schieben Sie die Elektrode vor und überwachen Sie die neuronale Aktivität, um das STN anzuvisieren, das durch sein unregelmäßiges Feuermuster identifiziert wird.

Befestigen Sie die Implantate mit Zahnzement.

Trennen Sie das Aufnahmesystem.

Befestigen Sie den Stimulatorstecker an der Elektrode und erden Sie ihn. Sichern Sie die Montage mit Zahnzement.

Schließen Sie den Schnitt.

Verbinden Sie den Stimulatorstecker mit dem schwenkbaren Festdraht für die STN-Stimulation.

Bringen Sie die Ratte in ihren Käfig zurück und lassen Sie sie erholen.

Verwenden Sie ein Skalpell, um einen Schnitt in der Mittellinie zu machen, der zwischen den Ohren beginnt und sich etwa 2 Zentimeter nach vorne erstreckt. Stellen Sie sicher, dass auch das Periost eingeschnitten ist, und legen Sie dann den Schädel mit vier Klammern frei. Entfernen Sie das Periost vorsichtig mit einem Wattestäbchen, bis die koronalen und sagittalen Nähte freiliegen. Säubern Sie jegliches Blut mit Watte. Befestigen Sie eine Nadel an einem Sondenhalter und markieren Sie dann die Spitze der Nadel mit einem schwarzen Filzstift

.

Positionieren Sie die Spitze der Nadel mit den anterior-posterioren, lateralen und dorsoventralen Antriebsschrauben direkt über dem Bregma. Nehmen Sie die Messwerte der AP- und ML-Nonius-Skala vor. Subtrahieren Sie 3,6 Millimeter vom AP-Messwert und 2,5 Millimeter vom ML-Messwert für die Elektrodenimplantation in den rechten STN.

Senken Sie die Spitze der Nadel auf die Oberfläche des Schädels, um die Injektionsstelle mit dem Farbstoff aus dem Filzstift zu markieren. Klemmen Sie den Dentalbohrer auf den großen Sondenhalter des stereotaktischen Instruments. Bewegen Sie den Zahnbohrer an den markierten Punkt am Schädel und bohren Sie durch das Mikroskop ein Loch von etwa 1 Millimeter Durchmesser durch den Schädel, bis die Dura sichtbar ist. Dies ist das Loch für die Elektrode.

Ziehen Sie die Dura mit einer Mikrodissektionszange oder einer sterilen Nadel zurück, da die Dura hart genug ist, um die Spitze der Elektrode zu zerstören. Bohren Sie mit dem Zahnbohrer in jedes vordere Squama und in das parietale Squama gegenüber dem Loch für die Elektrode. Bohren Sie danach ein Loch in jedes interparietale Squama. Schrauben Sie in jedes der fünf Löcher eine Knochenschraube. Vermeiden Sie es, die Schrauben zu tief einzufädeln, da dies Druck auf das Gehirn ausübt. Die Anzahl der Umdrehungen hängt von der Steigung der Schraube ab. Hier kommen zwei bis drei Umdrehungen jeder Schraube zum Einsatz.

Trennen Sie den Sondenhalter vom stereotaktischen Instrument und klemmen Sie den Sondenhalter mit der Elektrode in den Mikromanipulator. Bewegen Sie den Sondenhalter mit den Antriebsschrauben AP, ML und DV mit der Elektrode, bis die Spitze fast das Bregma berührt. Beachten Sie die Messwerte der AP-, ML- und DV-Nonius-Skala bei bregma. Heben Sie dann die Elektrode einige Millimeter an, um zu verhindern, dass die Elektrode bei Bewegung am Schädel kratzt.

Um die Koordinaten der Position zu bestimmen, an der die Elektrode in das Loch eingeführt werden muss, addieren Sie 3,6 Millimeter zum AP-Messwert und 2,5 Millimeter zum ML-Messwert. Bewegen Sie die Elektrode mit den Antriebsschrauben AP und ML in die berechnete Position. Zu diesem Zeitpunkt sollte sich die Elektrodenspitze direkt über dem gebohrten Elektrodenloch befinden.

Senken Sie dann beim Blick durch das Mikroskop die Elektrode auf die Höhe der Dura ab. Notieren Sie dies als 0 in DV-Richtung. Führen Sie dann die Spitze der Elektrode vorsichtig in das Gehirn ein, während Sie durch das Mikroskop schauen. Verbinden Sie den Elektrodenstift mit dem Anschluss des Aufnahmesystems. Erden Sie das stereotaktische Instrument mit dem Gegengewicht des Raumes.

Platzieren Sie dann einen Faradayschen Käfig über der Ratte im stereotaktischen Instrument. Anstelle eines Faradayschen Käfigs können Sie auch Alufolie verwenden, wie hier gezeigt, da ihre Wirkung die gleiche ist wie die eines Faradayschen Käfigs. Starten Sie das Aufzeichnungssystem, während Sie die elektrische Aktivität während des Vorschiebens der Elektrode aufzeichnen. Die spezifische elektrische Aktivität des STN ist in der Regel in einer Tiefe zwischen 7,5 und 8,1 Millimetern von der Dura nachweisbar.

Die typische Aktivität von Neuronen im STN ist durch ein unregelmäßiges Feuermuster und eine hohe Feuerrate gekennzeichnet. Tupfen Sie nun das Blut oder die Zerebrospinalflüssigkeit ab, die beim Absenken der Elektrode an der Schädeloberfläche verdrängt wurde. Mischen Sie dann eine kleine Menge Zahnzement und tragen Sie ihn dann mit einem kleinen Spachtel um die Elektrode und um vier der fünf Schrauben auf.

Wenn der Zahnzement ausgehärtet ist, trennen Sie den Elektrodenstift vom Elektrodenhalter und dem Stecker des Aufzeichnungssystems. Lösen Sie dann die fünfte Schraube, die nicht mit Zahnzement befestigt war. Stecken Sie den Stecker auf den Elektrodenstift und befestigen Sie das Erdungskabel des Steckers mit der vierten Schraube. Tragen Sie Zahnzement um den Stöpsel auf. Wenn der Zement eindickt, forme ihn um den Stopfen, um eine Kappe zu bilden. Vermeiden Sie scharfe Kanten des Zahnzementes, die dem Tier schaden könnten, und entfernen Sie diese während der Aushärtung.

Die Wundränder entbräuden und mit einer Naht hinter der Kappe und vorne mit einer Naht verschließen. Desinfizieren Sie die Wundränder. Verbinden Sie den Kopfstecker mit dem Kabel, das an einem Drehgelenk befestigt ist. Entfernen Sie dann die Ratte aus dem stereotaktischen Instrument. Verabreichen Sie eine geeignete postoperative Analgesie. Hier kommen 12,5 Milligramm pro Kilogramm Tramadol zum Einsatz. Setzen Sie die Ratte in einen sauberen Käfig mit thermischer Unterstützung und befestigen Sie den Wirbel an diesem Käfig. Beobachten Sie die Genesung des Tieres.