Name: Chirurgische Implantation von Elektroden für die Neural Chronische Aufnahme Single Unit Activity und Electrocorticographic Signale (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-24T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 26 s
Description: Erfahren Sie die chirurgische Implantation von Elektroden für chronische neuronale Aufnahmen in Nagetieren. Diese Methode ermöglicht die Erforschung wacher, sich verhaltender Tiere und verbessert die Datenqualität in der Verhaltensneuroforschung erheblich.

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Diese Arbeit wurde vom Center for Neural Kommunikationstechnologie (CNCT), eine P41 Resource Center des National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB, P41 EB002030) gefördert und unterstützt durch die National Institutes of Health (NIH) finanziert. Die Autoren möchten Rio Vetter von NeuroNexus Technologies für die Entwicklung der chirurgischen Techniken zu danken, und Paras Patel von der University of Michigan für die Erstellung der Liste der Geräte bei Operationen verwendet.

1. Pre-Implantationen (Allgemein) <ol><li> Rasieren Sie den oberen Teil den Kopf des Tieres aus zwischen die Augen zu und hinter den Ohren. Benutzen Sie elektrische Barbier Clippers, um den Kopf rasieren. Schrubben mit dem Kopf voran mit Isopropylalkohol, dann Betadin (3x wiederholen). Bewerben Auge Schmiermittel. </li><li> Montieren Sie das Tier im stereotaktischen Ohr Bars. Richten Sie die feste Spitze des rechten Ohres stereotaktischen bar in den Gehörgang des Tieres rechten Ohr durch Bewegen des Kopfes seitlich gegen den Kanal. Besondere Vorsicht ist nötig, um sicherzustellen, dass jedes Ohr-bar Spitze richtig im Gehörgang positioniert werden. Als nächstes drücken Sie den gelockerten linken Ohr bar in den Gehörgang und mit leichtem Druck nach innen. Fassen der Nase des Tieres und wackeln hin und her fest. Wenn das Tier richtig montiert ist der Kopf fühlt sich starr montiert. </li></ol> 2. Pre-Implantation Chirurgie (Allgemein) <ol><li> Mit einer feinen Schere, schnitt zwei halbe circles von der Mittellinie nach außen, teilweise Entfernen der Kopfhaut </li><li> Kratzen und entfernen Sie das Periost Bindegewebe, das bis auf die Knochen haftet. Schaben mit einem stumpfen Kante wie der Rücken eines Skalpellklinge oder der Spitze eines sterilen Wattestäbchen wird Blutungen zu minimieren, weil die Kapillaren werden gequetscht und nicht geschnitten werden reibungslos. Control-Knochen mit Knochen Blutungen Wachs oder eine Kauterisieren Eisen. </li><li> Desinfizieren und Reinigen der Knochenoberfläche mit Wasserstoffperoxid. Trocknen Sie die Knochen, die Schädelnähte besser sichtbar zu machen. Bregma und Lambda-Punkte sind zu beachten und werden verwendet, um die Kopfhöhe. Der Standort für Kraniotomie und Elektrode Implantat sollte in Bezug auf Bregma gemessen werden und kann vorübergehend mit einem Stift oder durch Bohren flach in die Oberfläche geprägt werden. Die Kraniotomie Standort wird von den experimentellen Ziele der Studie (dh motorische, sensorische Experimente) 1 abhängen. </li><li> Bohren Sie Schraublöcher in den Knochen und setzen Sie den Boden und die Stabilisierung sBesatzungen. Verwenden Sie immer aus Edelstahl oder Titan-Schrauben. Kleine Juwelier-Schrauben (zB # 2-56 oder # 00 bis 80) mit so vielen Fäden pro Zoll wie möglich sind wünschenswert. </li></ol> 3. Siliziumelektrode Implantationen <ol><li> Bohren Sie das Kraniotomie nach der Implantation Schrauben. Bohren Sie vier flachen Pilot Mark für die Ecken der Kraniotomie. Mit Pilot Mark als ein Führer bohren Sie die Perimeter der Kraniotomie. Entfernen Sie die mittlere Masse von Knochen, die nicht gebohrt wurde mit einem Paar robuste Zange. Der Rand der Kraniotomie müssen möglicherweise mit weiteren Bohrungen gereinigt werden. Dünne Knochen kann mit einem Paar von microrongeurs abgeschnitten. Planen Sie Ihre Operation sorgfältig zu großen Blutgefäßen wie der Sinus sagittalis, die innerhalb von 0,5 mm von der Mittellinie in Längsrichtung Naht 1 erscheinen können, zu vermeiden. Punktion des Sinus sagittalis kann dazu führen, umfangreiche Blutungen. Freigelegte Dura sollte gehalten hydratisiert mit aCSF oder Saline werden. </li><li> Zum Durchstoßen der Dura materSie benötigen, um Mode einen kleinen Haken mit einer sterilen Injektionsnadel von kleinen Messgerät (zB &lt;28 Gauge). Nehmen Sie die Abschrägung der Nadel und drücken Sie sie flach gegen eine feste Unterlage (zB dem flachen Teil eines Skalpells) leicht kippen, um eine 90 Grad Kurve an dem Punkt zu bilden. Verwenden Sie diese Haken, um die Oberfläche der Dura zu fangen, und nach oben von der Hirnoberfläche. Die Dura schneiden kann mittels Micro Schere werden oder zerrissen mit seitlichen Bewegungen der Dura Haken werden. Achten Sie auf die Blutgefäße auf der Oberfläche des Gehirns zu vermeiden, wenn Sie die Dura Haken. Sie sollten bemerken CSF entweicht, wenn Dura reseziert und ein Unterschied in der Farbe von der Oberfläche der Dura. </li><li> Sorgfältig Verbinden Sie den Erdungsleiter des Silizium-Elektrode um die Basis der Erdungsschraube, und Taktgefühl an Ort und Stelle mit Zahnzement. Die Silizium-Elektroden sollten sorgfältig so platziert werden, dass die Elektroden-Kabel führt über die Kraniotomie sind gewölbt. </li><li> Implantate platziert unter Verwendung eines linearen Stellantrieb PLA werdenCed auf einem stereotaktischen Vorrichtung. Um die Elektrode an der Einführungsvorrichtung zu befestigen, wird Polyethylenglycol (PEG) mit einem Lötkolben erhitzt und auf Einsetzstange und der Aufzeichnungselektrode. </li><li> Mit der Elektrode befestigt, manuell regeln die Spitze der Elektrode auf die gewünschte stereotaktischen Stelle auf der Oberfläche des Gehirns. </li><li> Mit der Software-Schnittstelle zu den Linearantrieb, bewegen Sie die Elektrode in die gewünschte Tiefe innerhalb des Hirngewebes. </li><li> Sichern der Aufnahme Elektrode in das Gehirn durch Anbringen PEG von einer benachbarten Schraube des Elektrodenkabels. Jetzt können Sie die Elektrode aus der Einschubvorrichtung durch Zugabe von Kochsalzlösung, um die PEG gebunden aufzulösen. Heben Sie das Gerät vor Einsetzen der Kraniotomie und wiederholen Sie für jede Elektrode. </li><li> Decken Sie die ausgesetzt Kraniotomie mit Kochsalzlösung getränkte Gelfoam. Ein Silikon-Polymer wird dann verwendet, um das Elektrodenkabel decken und schützen es vor der zahnärztlichen Acryl. Positionieren Sie den Stecker in der letztenStandort, dann wenden Sie Dentalacryl, um eine robuste Kopfbedeckungsgegenstand machen. </li></ol> 4. MicroECoG Elektroden-Implantationen <ol><li> Die Implantation der microECoG Elektrode beinhalten einen geringfügig größeren Kraniotomie. Für eine 5 x 5 mm Einrichtung, muss eine 6 x 6 mm Kraniotomie werden. Vor dem Bohren des Kraniotomie, ist UV-härtende Dentalacryl an die Peripherie der Kraniotomie Stelle aufgebracht, während es noch trocken und nicht in Gefahr, Berühren der Dura oder Pia. </li><li> Sterile, chirurgische Bohrer mit einem # 107 Grat zum Bohren von der Oberfläche des Knochens in der allgemeinen Form der Kraniotomie. Je kleiner Nr. 106 Grat kann dann verwendet, um zu bohren, den Rest des Knochens bis zu einer dünnen transparenten Schicht werden. Rongeure wird dann in der Lage, heben Sie die verbleibenden Stück Knochen. Die microECoG können epidural oder subdural implantiert werden. Auch hier halten die Dura gut hydriert mit künstlichem CSF oder Saline. </li><li> Um die microECoG implantieren, platzieren Sie einen stereotaktischen Arm über die OPEn Schädel, und sichern Sie die Elektrode auf den Arm mit sterilen Band. Die Elektrode kann nun nach unten in die Kraniotomie gesenkt werden. Sicherstellen, dass die Elektrode Standorte sind nach unten gerichtet und werden den Kontakt mit der Dura oder Pia-Oberfläche. Wenn feucht gehalten, sollte die Elektrode auf das Gewebe gleiten und damit es nicht verrutschen. </li><li> Die Erdung wird mit der Erdungsschraube durch Umschlingung mindestens dreimal über und unter sich verbunden sind. Der Boden Schraube kann eine Schraube, die in Kontakt mit der Dura gekommen ist sein. Die erste Draht kann auch auf die Referenz-Förderschnecken in der gleichen Weise verbunden werden. </li><li> Kleine Stücke von Kochsalzlösung getränkt Gelfoam sollte die Elektrode umgibt platziert werden, wo es Dura oder Pia ausgesetzt. Eine kleine Menge Kochsalzlösung getränkte Gelfoam sollten auch die Spitze der Dünnschicht-Elektrode. UV-härtende Dentalacryl kann auf der Oberseite des Gelfoam angewendet werden und kann verwendet werden, um eine stabile Kopfkappe zu erstellen. Die Acrylsäure ist direkt mit dem dünnen Film aufgebracht Kabel Covering, bis der Verbinder erreicht ist. Achten Sie darauf, über die Unterseite des Steckers Mütze bedecken. </li><li> Alternativ kann die Implantation der microECoG in 4,3 sofort durch die Implantation eines Silizium-Mikroelektroden-Anordnung (Schritte 3,2-3,6) durch kleine Löcher, die in der microECoG Substrat hergestellt werden, gefolgt werden. Dies ermöglicht eine gleichzeitige Aufnahme beider einzelne Einheiten in verschiedenen Tiefen mit hoher Auflösung Field Recordings aus der umgebenden Oberfläche des Gehirns. </li></ol> 5. Postoperativen Erholung <ol><li> Nachdem der Zement völlig ausgehärtet ist, nähen die Haut eng um den Kopf ab und legen Sie das Tier von der stereotaktischen Rahmen. </li><li> Bewerben antiseptischen Pulver oder antibiotische Salbe reichlich um die Wunde herum. Wenn es eine Blutung aus den Ohren, legen Sie einige Antibiotika gut in den Gehörgang. </li><li> Halten Sie das Tier warm wie Barbiturate, das Tier daran hindern, die Aufrechterhaltung ihrer Körperwärme. Haus EACh chronisch implantierten Tier in einem separaten Käfig. Es dauert in der Regel vier bis sieben Tage für das Tier, wieder ganz gesund aus der Chirurgie. </li></ol> 6. Repräsentative Ergebnisse Eine erfolgreiche Siliziumelektrode Implantat-Chirurgie wird eine Aufnahmefunktion Standorte mit Impedanzen messen zwischen 500kOhm-2MOhm, und Dünnfilm-Elektroden, zwischen 10kOhm-50kOhm (bei 1 kHz). Das neuronale Signal kann sofort nach der Operation kontrolliert sowie werden. Sie sollten in der Lage, Spikes auf die implantierten Elektroden zu sehen und sehen, langsame Welle Schwingungen auf der Oberfläche Dünnschicht-Elektrode (Abbildung 1). <img src="/files/ftp_upload/3565/3565fig1.jpg" alt="1" /> Abbildung 1. Repräsentative Ergebnisse der einzelnen Einheit Aktivität und ECoG Schwingungen. A) Wide-Band-Daten von 6 Kanäle gleichzeitig aufgezeichnet von einer chronischen Silizium-Elektrode in der Großhirnrinde implantiert. Beachten Sie, dass Spitzen oft in Aufnahmestellen gesehen werden. b) ECoG Schwingungen von 6 Kanälen eines 16-Kanal-Dünnschicht-uECoG Elektrodenanordnung auf der Oberfläche des Gehirns. Der Mittelwert aller 16 Signale wurden von jeder Spur (gemeinsamen Mittelwert Referenzierung) entfernt und ein 500 Hz digitalen Tiefpaßfilter angelegt.

<ol><li>Paxinos, G. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+GA+%22The+Rat+Brain+in+Stereotaxic+Coordinates%22">The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates</a>. , Sixth Edition, Academic Press. (2007).</li>
<li>Fujisawa, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavior-dependent+short-term+assembly+dynamics+in+the+medial+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Behavior-dependent short-term assembly dynamics in the medial prefrontal cortex.</a> Nat. Neurosci. 11 (7), 823-833 (2008).</li>
<li>Merrill, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+of+excitable+tissue%3A+design+of+efficacious+and+safe+protocols%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation of excitable tissue: design of efficacious and safe protocols.</a> J. Neurosci. Methods. 141, 171-171 (2005).</li>
<li>Gage, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Naive+coadaptive+cortical+control%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Naive coadaptive cortical control.</a> J. Neural Eng. 2, 52-52 (2005).</li>
<li>Marzullo, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+Closed-Loop+Neural+Interface+Technology+in+a+Rat+Model%3A+Combining+Motor+Cortex+Operant+Conditioning+With+Visual+Cortex+Microstimulation%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Neur.+Sys.+and+Rehab.+Eng%22%5BJournal%5D)">Development of Closed-Loop Neural Interface Technology in a Rat Model: Combining Motor Cortex Operant Conditioning With Visual Cortex Microstimulation.</a> IEEE Trans. Neur. Sys. and Rehab. Eng. 18 (2), 117-126 (2010).</li>
<li>Maynard, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Utah+intracortical+electrode+array%3A+a+recording+structure+for+potential+brain-computer+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr.+Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">The Utah intracortical electrode array: a recording structure for potential brain-computer interfaces.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 102, 228-239 (1997).</li>
<li>Kipke, D. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicon-substrate+intracortical+microelectrode+arrays+for+long-term+recording+of+neuronal+spike+activity+in+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Neural+Syst.+Rehab.+Eng%22%5BJournal%5D)">Silicon-substrate intracortical microelectrode arrays for long-term recording of neuronal spike activity in cerebral cortex.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehab. Eng. 11 (2), 151-155 (2003).</li>
<li>Vetter, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+neural+recording+using+silicon-substrate+microelectrode+arrays+implanted+in+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Chronic neural recording using silicon-substrate microelectrode arrays implanted in cerebral cortex.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 51 (6), 896-904 (2004).</li>
</ol>

DRK ist Teil-Eigentümer des NeuroNexus Technologies.

Es gibt eine zunehmende Interesse an der Nutzung intrakortikale Oberfläche und Mehrkanal-Aufnahme-Schnittstellen für die Erforschung von Hirnfunktionen 2, die Bereitstellung Mikrostimulation 3 oder Steuersignale für neuroprothetische Systeme 4,5. Die Methoden in diesem Video zeigen, wie skizziert, um chronische und durchdringenden Oberflächenelektrode Systeme implantieren. Während andere Silizium chronischen Elektrodensysteme 6 existieren, haben wir über die Implantation planaren Elektroden von 7,8 NeuroNexus Technologies entwickelt konzentriert. Techniken zur Implantation anderer Elektrodensysteme variieren beträchtlich. Der chirurgischen Schritte beschrieben, kann die Montage des Tieres in den stereotaktischen Ohr Bars der schwierigste und wichtigste Schritt bei der Bestimmung der Genauigkeit der Platzierung der implantierten Elektroden zu sein. Ist äußerste Vorsicht geboten, deshalb müssen davon ausgehen, dass jedes Ohr-bar Spitze richtig im Gehörgang positioniert. Nach Assurance, dass das Ohr-bar Spitze in den Gehörgang des Tieres rechte Ohr ist, lassen Sie den Hals des Tieres mit der rechten Hand, während Sie Ihren linken Daumen und Zeigefinger an den Kopf zu stützen und üben Sie Druck des Kopfes gegen die Ohr-bar Spitze fortsetzen. Mit der rechten Hand, drücken Sie die linke Ohr gelockert bar in den Gehörgang und mit leichtem Druck nach innen. Verschieben Sie die linke Seite der den Kopf des Tieres nach unten und vorne und überall, bis Sie das linke Ohr-bar Spitze Slip in den Gehörgang fühlen kann. Mit der rechten Hand, weiterhin Druck auf dem linken Ohr bar gelten. Lassen Sie den Kopf des Tieres und mit Ihrer linken Hand jetzt frei, ziehen Sie die Stellschraube des linken Ohres bar.

<table border="1"><tbody><tr><td> Ausrüstung </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Bone Screw - # 2-56 x 3/16, Phillips Linsenkopf, 18-8 S / S </td><td> BoltDepot </td><td> 7650 </td><td></td></tr><tr><td> Bone Screw - # 2-56 x 1/8, Phillips Linsenkopf, 18-8 S / S </td><td> BoltDepot </td><td> 9617 </td><td></td></tr><tr><td> Große Oxygen Tank - Größe K </td><td> Kryogenen Gasen </td><td> OXKME </td><td></td></tr><tr><td> Kleine Oxygen Tank - Größe E </td><td> Kryogenen Gasen </td><td> OXYE-AL </td><td></td></tr><tr><td> Vannas-Tübingen Frühling Schere - 2,5-mm-Klinge, abgewinkelt </td><td> Fine Science Tools </td><td> 15002-08 </td><td></td></tr><tr><td> Dumont Nr. 5 Pinzetten, Teflon </td><td> Fine Science Tools </td><td> 11626-11 </td><td></td></tr><tr><td> Dumont Nr. 5 Pinzetten, Dumostar </td><td> Fine Science Tools </td><td> 11295-10 </td><td></td></tr><tr><td> Studentische Vannas Frühling Schere </td><td> Fine Science Tools </td><td> 91500-09 </td><td></td></tr><tr><td> Pinzetten Adson </td><td> Fine Science Tools </td><td> 11006-12 </td><td></td></tr><tr><td> Friendman-Pearson Ronqeur, gebogen </td><td> Fine Science Tools </td><td> 16221-14 </td><td></td></tr><tr><td> Iris Schere - ToughCut </td><td> Fine Science Tools </td><td> 14058-11 </td><td></td></tr><tr><td> Vannas-Tübingen Frühling Schere - 5mm Klinge, glatter </td><td> Fine Science Tools </td><td> 15003-08 </td><td></td></tr><tr><td> Skalpellgriff </td><td> Fine Science Tools </td><td> 10003-12 </td><td></td></tr><tr><td> Kunststoff-Box Sterilisation </td><td> Fine Science Tools </td><td> 20810-02 </td><td></td></tr><tr><td> Stainless Steel Ruler </td><td> Fine Science Tools </td><td> 30086-15 </td><td></td></tr><tr><td> Probe &amp; Spachtel - Straight 14cm </td><td> Fine Science Tools </td><td> 10090-13 </td><td></td></tr><tr><td> Gerade Hemostat </td><td> Fine Science Tools </td><td> 13002-10 </td><td></td></tr><tr><td> Hemostat Curved </td><td> Fine Science Tools </td><td> 13003-10 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Mikro Bohr-Stainless Stahl Grate - 0.7mm </td><td> Fine Science Tools </td><td> 19008-07 </td><td> 10er-Pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> Micro Drill Stainless Steel Grate - 0,5 mm </td><td> Fine Science Tools </td><td> 19007-05 </td><td> 10er-Pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> Self-Knochenschrauben - 1,17 mm (Durchmesser) - 4,7 mm (Länge) </td><td> Fine Science Tools </td><td> 19010-00 </td><td> 100/Pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> Künstliche Tränen </td><td> Fischer </td><td> NC9860842 </td><td> Jeder </td></tr><tr valign="bottom"><td> Betadine </td><td> Fischer </td><td> 19-066452 </td><td> Flasche </td></tr><tr valign="bottom"><td> F-Air Carbon-Filter </td><td> Fischer </td><td> NC9112250 </td><td> Kanister </td></tr><tr valign="bottom"><td> Applicator Wattestäbchen, unsteril </td> &lt;td&gt; Materiel Dienstleistungen </td><td> 1104 </td><td> 10Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Gaze 2 &quot;x 2&quot; </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 1630 </td><td> 25Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Nadelspitze, 23 GA x 1 &quot; </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 39412 </td><td> Verkauft von Fall </td></tr><tr valign="bottom"><td> Nadelspitze, 27 GA x 1,25 &quot; </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 25251 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Nadelspitze, 30 GA x 0.5 &quot; </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 22023 </td><td> 10Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Salbe, Triple Antibiotikum 0.6g </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 2528 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Pouch, Self Seal Sterilisation Kratzmöbel<html> s, 3,5 &quot;x 8&quot; </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 1023 </td><td> 10Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Ringer-Lösung 1000ml </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 5263 </td><td> 12Bag/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Skalpellklinge sterilen # 15 </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 1975 </td><td> 3Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Suture, Nylon w/P-3 Needle, 5-0, 18in. </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 4618 </td><td> 12/Box </td></tr><tr valign="bottom"><td> Unterlage, Einweg-23 &quot;x 36&quot; </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 2545 </td><td> 15Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Schmiermittel, Jelly Sterile OP- </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 2538 </td><td> 12Box/Case </td></tr>&quot;&gt; <td> Resorbierbare Schaumgel 2cmx6cmx7mm </td><td> Materiel Dienstleistungen </td><td> 3107 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Sechs teiliges Set-Screw-Schraubendreher-Set </td><td> Nationale Jewelers Supplies </td><td> ETSCR98001 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Kwik Sil Adhesive </td><td> WPI </td><td> KWIK-SIL </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Kwik Sil Tubes </td><td> WPI </td><td> 600009 </td><td></td></tr><tr valign="top"><td> Chronische Silizium-Elektroden 16 bis 64 Seiten </td><td> NeuroNexus Technologies </td><td> Variiert auf Probe Gestaltung </td><td></td></tr><tr valign="top"><td> Chronische Dünnschichtoberfläche Elektroden (microECoG) 16 bis 32 Seiten </td><td> NeuroNexus Technologies </td><td> Variiert auf Probe Gestaltung </td><td>&nbsp;
 </td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

chirurgische implantation von elektroden für die neural chronische aufnahme single unit activity und electrocorticographic signale

Surgical Implantation of Chronic Neural Electrodes for Recording Single Unit Activity and Electrocorticographic Signals

Der Erfolg der langfristigen elektrophysiologischen hängt oft von der Qualität der Implantation Chirurgie. Hier haben wir nützliche Informationen für Chirurgen, die das Erlernen der Prozess der Implantation von Elektroden-Systeme sind. Wir zeigen die Implantation von sowohl einem durchdringenden und einer Oberflächenelektrode. Das chirurgische Verfahren ist von Anfang bis zum Ende beschrieben, darunter auch detaillierte Beschreibungen der einzelnen Schritte während des gesamten Verfahrens. Es ist auch anzumerken, dass dieses Video Guide zu Verfahren in Tiermodellen und anderen kleinen Tiermodellen durchgeführt wird, fokussiert werden. Modifikationen der beschriebenen Verfahren sind machbar für andere Tiermodelle.

Wir geben Ihnen nützliche Informationen für Chirurgen, die das Erlernen der Prozess der Implantation von chronischen neuronalen Aufnahme Elektroden werden. Techniken für beide durchdringenden und der Oberflächenelektrode sind in einem Nagetier-Modell beschrieben.

Chirurgische Implantation von Elektroden für die Neural Chronische Aufnahme Single Unit Activity und Electrocorticographic Signale

Der Erfolg langfristiger elektrophysiologischer Aufzeichnungen hängt häufig von der Qualität des Implantationschirurgie ab. Hier stellen wir nützliche Informationen für ... zur Verfügung.

Das allgemeine Ziel dieses Verfahrens besteht darin, eine Elektrode zur chronischen elektrophysiologischen Ableitung zu implantieren. Dies wird erreicht, indem zunächst das Tier anästhesiert und für die Operation vorbereitet wird. Sobald es bereit ist, wird ein medianer Schnitt gesetzt und der Schädelknochen freigelegt.Anschließend werden Bohrungen für Schrauben vorgenommen und eine Kraniotomie durchgeführt. Schließlich wird die Elektrode implantiert und eine Schutzkappe aus Zahnacryl angefertigt. Nach Fertigstellung werden die Elektroden mit einem Signalakquisitionssystem verbunden, und es können Aufzeichnungen elektrophysiologischer Signale, einschließlich Aktionspotentiale und lokaler Feldpotentiale, erstellt werden.Der Hauptvorteil chronischer elektrophysiologischer Ableitungen besteht darin, dass sie die Untersuchung wacher, verhaltensaktiver Tiere ohne Anästhesie ermöglichen. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen in der Neurowissenschaft zu beantworten, die aufgrund akuter Operationen nur schwer zu klären sind, wie beispielsweise Lernen und Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Entscheidungsfindung und vieles mehr. Die heutigen Operationen werden von Sarah Nik und Colin Stetner durchgeführt. Nachdem beim Tier ein operativer Anästhesiezustand induziert wurde, der durch das Fehlen eines Schmerzreflexes bei einer Zehenquetschung bestätigt wurde, bereiten Sie das Tier auf die Operation vor. Rasieren Sie das Tier vom Bereich zwischen den Augen bis hinter die Ohren, und tragen Sie anschließend ein Schmiermittel auf die Augen auf. Danach reinigen Sie die rasierte Region dreimal abwechselnd mit Isop-Profil, Alkohol und Betadine. Bringen Sie Messgeräte an und befestigen Sie das Tier in stereotaktischen Ohrhaltern.Positionieren Sie nun vorsichtig die Spitze jedes Ohrstabs in der auditorischen ATU, indem Sie zuerst das Tier so verschieben, dass der erste Ohrstab ausgerichtet ist, und anschließend leichter Druck nach innen ausgeübt wird, um den zweiten Ohrstab zu führen. Greifen Sie das Tier hinter den Ohren und bewegen Sie es fest hin und her. Wenn das Tier korrekt montiert ist, fühlt sich der Kopf steif und sicher befestigt an.Desinfizieren Sie den Kopf erneut mit einem Skalpell und führen Sie einen medianen Einschnitt durch. Verwenden Sie Klemmen, um die Haut mit sterilen Tupfern zurückzuhalten. Entfernen Sie das darunterliegende Bindegewebe, das am Knochen anhaftet.Die Tupferspitze kann Blutungen absorbieren und minimieren. Zu diesem Zeitpunkt können die Klammern umpositioniert werden, um das darunterliegende Gewebe zu fixieren; die Oberfläche des Knochens wird mit Wasserstoffperoxid desinfiziert und gereinigt. Anschließend wird der Knochen mit einem Mulltupfer getrocknet. Mithilfe der BMA- und Lambda-Punkte dient ein stereotaktischer Apparat zur Bestimmung der Bohrposition für die Kraniotomie.Mit einem Stift oder einer flachen Bohrung wird die Oberfläche markiert. Nun Schraubenlöcher in den Knochen bohren, um Verankerungsschrauben anzubringen, und Erdungsschrauben entlang des Umfangs platzieren; die Erdungsschraube wird hinter Lambda positioniert. Der Bereich neben der Kraniotomie bleibt frei von Schrauben. Nachdem die Schrauben implantiert wurden, beginnen Sie mit dem Anbohren der Kraniotomie, indem Sie vier flache Vormarkierungen für die Ecken der Kraniotomie anbringen und anschließend den Umfang der Kraniotomie ausbohren. Vermeiden Sie nach Möglichkeit den Sagittalsinus, da dieser zu starken Blutungen führen kann. Entfernen Sie nun den mittleren Knochenblock mit einer robusten Pinzette und benetzen Sie die freigelegte Dura mit künstlichem Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) oder auf nasse Weise mit Kochsalzlösung.Ein kleiner Haken mit 90 Grad aus einer 28-Gauge- oder dünneren Kanüle, wobei Blutgefäße vermieden werden sollen. Den Duramutter bedecken und von dem Gehirn abheben. Mit einer Feinschere Bindegewebe abschneiden.Es tritt Liquor cerebrospinalis aus, wenn die Dura reseziert wird. Befestigen Sie den Linearmotoraktuator an einer stereotaktischen Vorrichtung. Bringen Sie den Erdungsdraht der Siliziumelektrode vorsichtig um die Basis der Erdungsschraube an.Die Elektrode wird so platziert, dass die Kabel über der Kraniotomie schweben. Anschließend befestigen Sie die Ableitelektrode mit erhitztem PEG am Einführgerät. Senken Sie dann manuell die Spitze der Elektrode auf die gewünschte stereotaktische Position an der Oberfläche des Gehirns ab.Über die Software-Schnittstelle des Linearantriebs bewegen Sie die Elektrode in die gewünschte Tiefe im Gehirngewebe. Sichern Sie das Kabel der Aufnahmeelektrode am Gehirn, indem Sie es mit Schnellversiegelung an einer benachbarten Schraube befestigen. Nach der Befestigung entfernen Sie die Elektrode von der Einführvorrichtung, indem Sie die PEG-Verbindung mit Kochsalzlösung auflösen.Heben Sie die Insertionsvorrichtung vom Gehirn ab. Decken Sie nach Beendigung die exponierte Kraniotomie mit einer mit Salzlösung getränkten Kompresse, Gelatineschwamm oder einem Alginategel ab und bringen Sie ein Silikonpolymer auf, um jedes Elektrodenkabel abzudecken und zu schützen. Befestigen Sie das Implantat mit Acryl und lassen Sie es aushärten.Als Nächstes positionieren Sie den Verbinder an seiner endgültigen Stelle und tragen zahnärztlichen Kunststoff auf, um eine stabile Kopfhalterung zu erzeugen. Lassen Sie den Zement aushärten. Danach fahren Sie mit dem Abschnitt Postoperative Genesung fort.Für die Implantation eines fünf mal fünf Millimeter großen Geräts bereiten Sie eine sechs mal sechs Millimeter große Kraniotomie zwischen Lambda und Bgma vor, um die Zeit, in der die Kraniotomie offen ist, zu verkürzen und sie sauber zu halten. Tragen Sie ein UV-härtbares dentales Acryl auf den trockenen Rand der Kappe und die Kraniotomiestelle auf, bevor Sie bohren. Verwenden Sie nun einen 1 0 7 Fräser, um die Knochenoberfläche in der allgemeinen Form der Kraniotomie bis auf eine dünne, transparente Schicht abzutragen, gefolgt von einem 1 0 6 Fräser.Um das Ausdünnen der Ränder abzuschließen, heben Sie das verbleibende Knochenstück mit der Pinzette an. Halten Sie die Dura durch ständige Befeuchtung mit künstlichem Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) oder Salzlösung-Gelee-Schaum gut benetzt. Andernfalls wird die Elektrode nicht in das Gewebe gleiten können.Befestigen Sie die mikroskopische ECOG-Elektrode mithilfe von steriler Klebefolie am Stereotaxiegerät. Beruhigen Sie über dem offenen Schädel. Senken Sie die Elektrode ab, wobei sicherzustellen ist, dass die Elektrodenstellen nach unten gerichtet sind, um die Dura- oder Peeling-Oberflächen zu kontaktieren.Platzieren Sie nun kleine Stücke des mit Kochsalzlösung getränkten Gel-Schaums an den Stellen der Elektrode, an denen Dura oder darunterliegende Bereiche freiliegen, sowie auf der Oberfläche der Dünnfilmelektrode. Stabilisieren Sie danach die Kopfhaube, indem Sie UV-härtenden zahnmedizinischen Kunststoff über den Gel-Schaum und bis hin zum Verbinder auftragen. Achten Sie darauf, den Verbinder nicht über die Unterseite der Haube hinaus zu bedecken.Lassen Sie die Schrauben freiliegend und für die Drähte zugänglich. Sobald die Kappe stabil sitzt, schneiden Sie das Klebeband durch und ziehen Sie den Turm zurück. Verbinden Sie den Erdungsdraht mit einer beliebigen Schraube, die die Dura berührt, indem Sie ihn mindestens dreimal über und unter sich selbst um diese Schraube wickeln.Dann verbinden Sie den Referenzdraht auf dieselbe Weise mit einer weiteren Schraube. Abschließend wird die Kappe mit etwas zusätzlichem Acryl vervollständigt. Sobald der Zement ausgehärtet ist, ist die Operationsstelle zur Naht vorbereitet.Um die postoperative Erholung einzuleiten, nehmen Sie das Tier aus dem Halterahmen. Halten Sie das Tier warm und verabreichen Sie Sauerstoffzufuhr, bis das Tier unabhängig normale Sauerstoffwerte aufrechterhalten kann. Unterbringen Sie jedes chronisch implantierte Tier in einem separaten Käfig.Die vollständige Genesung des Tieres nach der Operation dauert gewöhnlich vier bis sieben Tage. Ein erfolgreicher Implantatanschluss weist unmittelbar nach der Operation vorhersagbare Impedanzen bei einem Kilohertz auf. Das neuronale Signal zeigt Spikes an den implantierten Elektroden und langsame Wellenoszillationen an der Oberfläche der Dünnschicht-Elektrode.Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man mit etwas Übung chronische Operationen durchführt. Sie sollten in der Lage sein, den Eingriff innerhalb weniger Stunden abzuschließen.

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