Name: Manipulation von Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) und Schlaf bei Ratten und Mäusen durch Akupunktur (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 6 s
Description: Erfahren Sie, wie Akupunktur Epilepsie und Schlaf bei Nagetieren beeinflusst. Diese Methode nutzt ECoG- und EMG-Aufzeichnungen nach stereotaktischer Elektrodenimplantation, um nicht-pharmakologische Behandlungsansätze zu erforschen.

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Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie (MOST) unterstützt MOST104-2410-H-002-053 & NSC99-2320-B-002-026-MY3. Dieses Manuskript wurde von Herrn Brian Chang redigiert und Korrektur gelesen, der Erfahrung in der Überarbeitung professioneller Dokumente hat.

Alle Versuchsprotokolle werden von der Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) von der National Taiwan University genehmigt. 1. Stereotaktische Chirurgie zum Implantieren ECoG Elektroden, EMG-Elektroden, Gehirn Thermistoren und Injektions Leitkanüle <ol><li> Für Ratten (250-350 g, 6 bis 8 Wochen alte Sprague-Dawley Ratten) <ol><li> Anästhesieren die Ratten durch IP-Injektion mit 50 mg / kg zoletil. Bestätigen Sie die richtige Tiefe der Narkose durch eine fehlende Reaktion zu beobachten, nachdem die Hinterpfote Kneifen. Bewerben Augensalbe, rasieren Sie das Fell, und sterilisieren Sie die Haut mit Povidon-Jod-Lösung und 75% Ethanol. Injizieren eines Antibiotikums (Penicillin G), um eine Infektion zu verhindern. </li><li> Bereiten Sie Skalpelle, Scheren, Hämostatika, Gazen und Kauter Maschine für die Chirurgie. Sterilisieren chirurgische Ausrüstung und Gazen durch einen Autoklaven und dem Kauter mit 75% Ethanol. </li><li> Legen Sie eine Ohrleiste in den Gehörgang und montieren Sie die Ratte auf die Stereotaxie. </li><li> Mitein Skalpell, entlang einer Linie zwischen zwei den Ohren auf dem Schädel eine ungefähre 2-cm Mittelschnitt machen, bewegen kaudal. Clip die Hautlappen mit hemostats den Schädel zu entlarven und das Gewebe über den Schädel zu entfernen mit einem Skalpell. </li><li> Bohrer acht Löcher (F1, F2, P1, P2, O1, O2, R1 und R2), die jeweils etwa 0,7 mm im Durchmesser, auf dem Schädel mit einem Rotationswerkzeug. Schrauben Sie acht ECoG Elektroden an den Stirn-, Scheitel- und Hinterhauptslappen und das Kleinhirn in der linken und rechten Hemisphäre. Diese Elektroden werden für fokale Epilepsie Erkennung. <ol><li> Verwenden Sie die folgenden Koordinaten für die Aufzeichnungselektroden: frontale (F1 und F2): +2,0 mm vor Bregma und 2,5 mm von der Mittellinie, parietalen (P1 und P2): -2,0 mm vor Bregma und 3,0 mm von der Mittellinie und Hinterhaupts (O1 und O2): -5,5 mm vor Bregma und 3,0 mm von der Mittellinie. </li><li> Platzieren von zwei Referenzelektroden (R1 und R2) über dem Cerebellum (-11,0 mm ventral Bregma und 4,0 mm von der midline). </li></ol></li><li> In einem separaten Gruppen von Ratten, bohren drei Löcher und legen Sie zwei Schrauben EEG-Elektroden über die rechte frontale (F2) und Parietallappen (P2) der Rinden mit den gleichen Koordinaten wie in Schritt 1.1.5.1 beschrieben. Legen Sie eine dritte EEG-Elektrode über dem linken Cerebellum (R1), die das Tier an Masse dient und Signalartefakte zu reduzieren. Diese Elektroden werden verwendet für generalisierte Epilepsie bestätigt und Wachsamkeit Stadien zu analysieren. </li><li> Trennen Sie die Haut am Hals und Muskel und legen Sie zwei EMG-Elektroden in die Nackenmuskulatur. </li><li> Bohren Sie ein weiteres Loch auf dem Schädel und legen Sie eine Mikroinjektionsführungskanüle in die linke CeA (AP, 2,8 mm von Bregma; ML, 4,2 mm; DV, 7,8 mm, bezogen auf Bregma) bei Ratten. Die Koordinaten werden von der Paxinos und Watson Ratte Atlas 10 angepasst. </li><li> Bohren Sie ein größeres Loch (mit einem Durchmesser von 1,6 mm) auf dem Schädel und legen Sie eine kalibrierte 30-kV-Thermistor auf der Oberfläche des parietalen Kortex, die später zementiert werden, um monitor die kortikale Temperatur bei Ratten. </li><li> Verwenden Gaze und Kauter Blutungen zu stoppen, wenn sie auftritt. </li><li> Verlegen Sie die isolierten Leitungen von den ECoG Elektroden und EMG-Elektroden auf einem Sockel und schließen Sie den Thermistor an den Haltegurt. Zementieren Sie den Sockel und Führungskanüle auf den Schädel mit Dentalacryl. </li><li> Behandeln Sie den Einschnitt topisch mit Polysporin (Zink-Bacitracin / Polymyxin-B-Sulfat), um eine Infektion zu verhindern. Geben Sie die Tiere sowohl Ibuprofen und Penicillin G in Wasser für eine Woche nach der Operation. </li></ol></li><li> Für Mäuse (20 - 30 g, 6 bis 8 Wochen alte C57BL / C - Mäuse) <ol><li> Anesthetize die Mäuse durch IP-Injektion mit 50 mg / kg zoletil und bestätigen, nachdem die richtige Tiefe der Anästhesie durch eine fehlende Reaktion Beobachtung der Hinterpfote Kneifen. Bewerben Augensalbe. Nachdem das Fell rasiert, die Haut mit Povidon-Jod-Lösung und 75% Ethanol sterilisiert werden. Injizieren eines Antibiotikums (Penicillin G), um eine Infektion zu verhindern. </li><li> Legen Sie eine Ohrleiste in den Gehörgang undmontieren Sie die Maus an die Stereotaxie. </li><li> Mit einem Skalpell machen eine ungefähre 1,5 cm Mittelschnitt auf dem Schädel entlang einer Linie zwischen den beiden Ohren, bewegen kaudal. Clip die Hautlappen mit hemostats den Schädel zu entlarven und das Gewebe über den Schädel mit einem Skalpell entfernen. </li><li> Stoßen zwei Löcher auf dem Schädel mit chirurgischen Schere und legen zwei Draht ECoG Elektroden auf der rechten Stirnlappen (F2: +2,0 mm bis Bregma und 1,5 auf der Mittellinie) und der linken Parietallappen (P1: -3,0 mm bis Bregma und -2,5 mm auf der Mittellinie). </li><li> Trennen Sie die Haut am Hals und Muskel und legen Sie zwei EMG-Elektroden in die Nackenmuskulatur. </li><li> Schließen Sie die isolierten Leitungen von den Draht ECoG Elektroden und EMG-Elektroden mit den weiblichen Anschlüssen und mit einem 2,54-mm-Stecker, und dann Zement auf den Schädel mit Dentalacryl. </li><li> Behandeln Sie den Einschnitt topisch mit Polysporin (Zink-Bacitracin / Polymyxin-B-Sulfat), um eine Infektion zu verhindern. Geben Sie die Tiere sowohl Ibuprofen und Penicillin G in Wasser für ein week nach der Operation. </li></ol></li><li> Erlauben alle Tiere sieben Tage zu erholen, bevor die Einleitung der Experimente. </li><li> Haus Ratten oder Mäuse separat, in einzelnen Aufnahmekäfigen, im isolierten Raum, wo die Temperatur bei 23 ± 1 ° C und dem Licht gehalten: dunkel (L: D) Rhythmus in einem 12 gesteuert: 12-h-Zyklus (40 W x 4 Röhren Beleuchtung). Geben Sie Nahrung und Wasser ad libitum. </li><li> Schließen Sie das ECoG, EMG, und Thermistor durch einen Haltegurt an die Verstärker eine Woche nach der Operation, um die Aufnahmen zu starten. </li></ol> 2. Einrichtung von Focal TLE Epilepsie, SE, und Spontan Recurrent Epilepsie <ol><li> Für Ratten <ol><li> Administrieren 0,5 &amp; mgr; l von Pilocarpin (2,4 mg / &amp; mgr; l) in das linke CeA durch die Injektionsführungskanüle eine Mikroinjektionspumpe. Die Injektionsrate sollte bei 0,2 &amp; mgr; l / min eingestellt werden fokale TLE zu induzieren. </li><li> IP injizieren 300 mg / kg Pilocarpin verallgemeinerten epi zu induzierenLepsy mit rezidivierenden SE. </li></ol></li><li> Für Mäuse <ol><li> IP verwalten PTZ (0,035 mg / g Maus Körpergewicht) an einem bestimmten Punkt ZT jeden zweiten Tag. Fünf aufeinanderfolgende Injektionen wird die Entwicklung von spontan und wiederkehrend generalisierte Epilepsie verursachen. </li></ol></li><li> Für Ratten und Mäuse <ol><li> Amplify die ECoG Signale, die von 5000 und Filtern der analogen Bandpass zwischen 0,1 und 40 Hz. </li><li> Verwenden Sie einen A / D-Board Umwandlung der analogen ECoGs Signale in digitale Signale mit einem 128-Hz-Abtastrate zu konvertieren. </li><li> Verwenden Sie eine Software für die visuelle Scoring und analysieren den Beginn und die Dauer der Epilepsie. Messen Sie die Zeitskala, um die Dauer zu vertreten. </li><li> Definieren ECoG Epilepsie durch das Auftreten von epileptischen Spikes mit Amplituden von mehr als 2 mV und mit einer Dauer von mehr als 30 s 13. </li></ol></li></ol> 3. Klassifizierung der Vigilance Staaten <ol><li> Für Ratten<ol><li> Bestimmen Sie die Wachsamkeit Staaten durch die Parameter von ECoGs erworben verwenden, EMG, Gehirn Temperaturen und Fortbewegung innerhalb von 12 s Folge der Aufnahme. Schließen Sie das ECoG, EMG, und Thermistor durch einen Haltegurt an die Verstärker eine Woche nach der Operation, um die Aufnahme zu starten. Score die Zustände mit einer maßgeschneiderten Software gemäß den Schritten 3.1.5 - 3.1.7. </li><li> Messen Sie Bewegungsaktivitäten einen Infrarot-Bewegungsmelder, integrieren die Signale alle 1 s, und speichern Sie die Signale. </li><li> Messen Sie kortikalen Temperatur und speichern Sie die Signale. </li><li> Klassifizieren Wachsamkeit Staaten nach unseren zuvor definierten Kriterien 14. </li><li> Ergebnis Wachheit durch die folgenden Merkmale mit: kleiner Amplitude ECoGs mit Hochfrequenzspektren, höhere Delta Leistung (0,5 bis 4,0 Hz) und niedriger Theta-Leistung (6,0 bis 9,0 Hz); dominante Bewegungsaktivität; hohe EMG-Aktivität; und die schrittweise Erhöhung Rindentemperatur. </li><li> Ergebnis NREM Schlaf durch die followin mitg Eigenschaften: Delta-Wellen-dominant ECoGs mit großen Amplituden, verringerte sich die EMG-Aktivität, reduzierte kortikale Temperatur und keine Bewegungsaktivität. </li><li> Ergebnis REM-Schlaf durch die folgenden Eigenschaften mit: verminderte Amplitude von ECoGs mit dem dominanten Theta-Frequenz, plötzlich erhöhte kortikale Temperatur, minimale EMG-Aktivität und eine geringe Bewegungsaktivität mit Körper zuckt. </li></ol></li><li> Für Mäuse <ol><li> Wiederholen Sie die Klassifizierung der Wachsamkeit Zustände in den Mäusen wie bei den Ratten durchgeführt, außer es keine kortikalen Temperatur vom Thermistor aufgezeichnet ist. </li></ol></li></ol> 4. Durchführung der manuellen Akupunktur und EA in Ratten <ol><li> Die Ratte wird für die EA-Protokoll anästhesiert. </li><li> Suchen Sie die acupoint von Anatomie und bestätigen geringe Hautimpedanz am acupoint. Das Licht blinkt, wenn die geringe Hautimpedanz erkennen. Hinweis: Fengchi Akupunkte 3 mm von der hinteren Mittellinie angeordnet sind, werdenschen den beiden Ohren, am Hals. </li><li> Einfügen Edelstahl Nadeln in die Akupunkturpunkte in einer Tiefe von 2 mm. </li><li> Twitch die eingesetzten Nadeln 10 mal alle 5 min. </li><li> Mit Hilfe eines funktionellen elektrischen Stimulator, liefern einen Zug von zweiphasigen Impulsen (150 &amp; mgr; s Dauer jeder) mit einer Intensität von 1 mA an die acupoints durch die Nadel. </li><li> Führen Sie eine Schein-Akupunktur oder Schein EA als Kontrolle. </li></ol>

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Die Autoren haben nichts offenzulegen.

eine machbare Epilepsie Tiermodell zu wählen, ist für jeden experimentellen Zweck unerlässlich. Eines unserer Ziele ist es, die Auswirkungen von EA auf Epilepsie Unterdrückung aufzuklären. EA ist eine alternative Medizin, die therapeutische Wirkung bei Epilepsie aufweisen kann und hat in der alten chinesischen Literatur dokumentiert. Allerdings gibt es einen Mangel an wissenschaftlichen Beweise, um es zu beweisen. Um die Auswirkungen von EA auf Epilepsie bestimmen, konzentrieren wir uns in erster Linie auf die Auswirkun...

Epilepsie ist eine häufige neurologische Erkrankung, bei der wiederkehrenden Anfällen während eines Patienten Lebensdauer auftreten. Die meisten epileptischen Rezidive können werden gut kontrollierte durch Antiepileptika (AEDs). Doch etwa 30% der Patienten mit Epilepsie entwickeln refraktärer Epilepsie 1. Epilepsie Ursachen Schlafstörungen, die weitere Wiederholung verschlimmern können. Der Nachweis zeigt , dass Epilepsie entweder Schlaf in der Nacht stören können oder übermäßige Tagesschläfrigkeit 2,3 verursachen kann. Unsere bisherigen Untersuchungen zeigen weiter , dass Epilepsie bei Zeitgeber Zeit auftritt (ZT) 0, dh der Beginn der Lichtperiode im Licht: Dunkel - Zyklus nimmt Schlaf; dies wird durch Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH), einen homöostatischen Faktor vermittelt. Epilepsie bei ZT13 (der Beginn der Dunkelperiode) erhöht die Expression eines anderen homöostatischen Faktor, Interleukin-1 (IL-1), die Schlaf erhöht. Schlaf-Tagesrhythmus verändert werden, wenn Epilepsie bei ZT6 auftritt, der Mitte desLichtperiode 4,5. Auf der anderen Seite, Schlafstörungen weiter die Progression und ein erneutes Auftreten von 6 Epilepsie verschlimmern. Auf der Grundlage der oben genannten Beweise, versuchen wir eine optimale therapeutische Methode, um gleichzeitig zu offenbaren Epilepsie kontrollieren und Schlaf Störungen bei Epilepsie-Patienten zu verhindern. Wir fanden zuvor , daß electroacupuncture (EA) mit einer 10-Hz Stimulationsfrequenz, bei dem eine bestimmte Menge an Strom in die acupoint durch eine Edelstahladel geliefert wird, erfolgreich unterdrückt Elektrokortikogramm (ECoG) epileptische Aktivitäten und Epilepsie-induzierter Schlafstörungen 7 . EA mit einer Stimulationsfrequenz von 100 Hz weiter verschlechtert epileptischen Aktivitäten und Schlaf Störungen bei Ratten 8,9. Dieses erfolgreiche Experiment hängt von drei Faktoren ab: erstens, eine machbare epileptischen Tiermodell; zweitens ein Verfahren zur Schlaf Aufzeichnung und Analyse in Nagetieren; und drittens die genaue Leistung der Akupunktur und die Genauigkeit der acupoint locations. Epilepsie ist in zwei Haupttypen unterteilt: fokalen Epilepsie und generalisierter Epilepsie. Wir interessieren uns für fokale Temporallappen-Epilepsie (TLE), generalisierter Epilepsie, Status epilepticus (SE) und die Wiederholung der spontanen generalisierte Epilepsie. Daher werden verschiedene Manipulationen angewendet geeigneten epileptische Modelle für unsere Experimente erstellen. Herzustellen Brenn TLE, eine niedrige Dosis von Pilocarpin wird in den linken zentralen Kern der Amygdala (CEA) verabreicht. Um dieses Modell zu überprüfen, sechs ECoG Elektroden auf der frontalen (F1 &amp; F2), parietalen (P1 &amp; P2) implantiert und okzipitalen (O1 &amp; O2) in den beiden Lappen der linken und rechten Hemisphären, und weitere zwei Referenzelektroden (R1 &amp; R2) über die Kleinhirns in beiden Hemisphären angeordnet. Eine zusätzliche Mikroinjektionsführungskanüle wird operativ in die linke CeA implantiert (AP, 2,8 mm von Bregma; ML, 4,2 mm; DV, 7,8 mm, bezogen auf Bregma). Die Koordinaten werden von der Paxinos und W angepaßtATSON Ratte Atlas 10. Wenn die Brenn TLE erfolgreich induziert wird, wird nur die Aufzeichnung von der Elektrode auf der linken parietalen Kortex (P1), die in der Nähe der linken CeA ist, sollte die dominant epileptiforme ECoGs, ohne signifikante epileptiforme ECoGs erwerben von den anderen ECoG Elektroden aufgezeichnet. Intraperitoneale (IP) Injektionen von Pilocarpin in Ratten induzieren Epilepsie und SE verallgemeinert, aber dies kann tödlich sein. Fünf IP-Injektionen von pentylenetetrazol (PTZ) mit einem Ein-Tages-Intervall zwischen jeder Injektion erfolgreich spontane generalisierte Epilepsie bei Mäusen induzieren und auch dafür sorgen, das Überleben der Mäuse. Zwei Draht ECoG Elektroden werden in die frontalen und parietalen Kortex in den Mäusen implantiert erhalten ECoG Signale und spontan wiederkehrende Epilepsie zu überprüfen. Polysomnographie (PSG) ist eine umfassende Methode physiologischen Veränderungen aufzuzeichnen, die während des Schlafes auftreten, und es kann objektiv Schlaf in verschiedene Stadien der nicht-schnelle Augenbewegung (NREM) und r klassifizierenapid Augenbewegung (REM) Schlaf. PSG zeichnet Parameter von Körperfunktionen, einschließlich der Gehirnwellen (Elektroenzephalogramm, EEG), Augenbewegungen (Elektrookulogramm, EOG), Skelettmuskel Töne (Elektromyogramm, EMG), Herzrhythmus (Elektrokardiogramm, EKG) und Sauerstoffgehalt im Blut und Atmungsparameter. Bei Ratten, wir ECoGs, EMGs, Rindentemperatur und Bewegungsaktivität aufzuzeichnen Wachsamkeit Zustände in Wachheit, NREM Schlaf und REM-Schlaf zu klassifizieren. Schlaf-Analyse bei Mäusen ist ECoGs, EMGs und Bewegungsaktivität Ergebnisse mit durchgeführt. Die Ratten werden chirurgisch mit drei ECoG Schraube Elektroden an der Stirn-, Scheitel- und kontralateralen Kleinhirns Rinden von stereotaktischen Operation implantiert. Nach der Akquisition Bestimmung der Wachsamkeit Staaten (Wachheit, NREM Schlaf und REM-Schlaf) durchgeführt wird entsprechend den Parametern aus den ECoGs erworben, EMG, Gehirntemperatur und der Bewegungsaktivität. Detaillierte Kriterien für das Verhalten des Tieres zu kategorisieren beiden bei Ratten und Mäuse werden in t beschriebener Protokoll. Ratten und Mäuse müssen sich mit einer niedrigen Dosis von zoletil (25 mg / kg) anästhesiert werden, die normalerweise während der stereotaktischen Chirurgie verabreicht Hälfte der Dosis von Anästhetika ist, vor der manuellen Akupunktur oder EA durchführt. Diese Dosierung erlaubt Tiere 30 bis 35 Minuten nach der Injektion zu wecken. Entweder manuell Akupunktur oder EA wird zu Beginn der Dunkelperiode durchgeführt wird, mit einer konstanten Zeitdauer von 30 min, und jedes Tier nacheinander für zwei bis drei Tage behandelt. Stimulierender EA Ströme werden in einen bestimmten acupoint durch eine Edelstahl Nadel geliefert, die in die acupoint eingesetzt ist. Der Reizstrom ein Zug von zweiphasigen Rechteckimpulse ist, bei dem die Impulsdauer beträgt 150 ms und die Stimulationsintensität von 1 mA. Wenn eine trockene Nadel für die manuelle Akupunktur verwendet wird, die Nadel in die Akupunkturpunkte eingesetzt wird 10 mal zuckten alle 5 min. Der schwierige Teil der manuellen Akupunktur oder EA ist die Akupunkturpunkte bei Nagetieren zu lokalisieren. Die location von acupoints in Ratten oder Mäuse ähnelt in ihrer anatomischen Lage beim Menschen. Zum Beispiel werden die bilateralen Fengchi Akupunkte 3 mm entfernt von der hinteren Mittellinie an dem Hals zwischen den beiden Ohren befinden, die zu seiner anatomischen Lage beim Menschen 11 ähnlich ist. Darüber hinaus können die Akupunkturpunkte mit niedriger Impedanz auf der Haut weiter bestätigt werden. Sham-Akupunktur oder Schein-EA Manipulation ist für Akupunktur oder EA Experimente notwendig. Sham - Akupunktur oder Schein - EA sollte in der Nähe der acupoint, wie in der Nähe der Achselhöhle 12 befindet sich in einem nicht acupoint durchgeführt werden. Um erfolgreich zu untersuchen, die Auswirkungen der Akupunktur oder EA auf Epilepsie und Epilepsie-induzierten Schlaf Störungen, müssen die folgenden Faktoren vorhanden sein: ein gangbarer epileptischen Tiermodell, die genaue Analyse von epilepsie ECoGs und das erneute Auftreten von Epilepsie, eine Methode, um Wachsamkeit Staaten klassifizieren und die genaue Leistung der Akupunktur oder EA bei Nagern.

<table><tbody><tr><td>Drugs</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zoletil</td><td>Virbac</td><td></td><td>50 mg/kg i.p.</td></tr><tr><td>Pilocarpin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6503</td><td>300 mg/kg i.p.; 1,2 mg Mikroinjektion</td></tr><tr><td>PTZ</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6500</td><td>0,035 mg/Maus</td></tr><tr><td>Polysporin</td><td>Pfizer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Surgery</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ECoG Elektrode</td><td>Kunststoffe Eine</td><td>E363/20</td><td>Schraubelektrode für Ratten</td></tr><tr><td>Sockel</td><td>Plastics One</td><td>MS363</td><td></td></tr><tr><td>Kanüle</td><td>Plastics One</td><td>C315G/spc</td><td></td></tr><tr><td>Thermistor</td><td>Omega Engineering</td><td>44008</td><td></td></tr><tr><td>Dentales Acryl</td><td>Tempron</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stereotaktisches Instrument</td><td>Stoelting</td><td></td><td>Dural Arme</td></tr><tr><td><stark>Aufnahmegeräte</stark></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ECoG Verstärker</td><td>Colbourn Instruments</td><td>V75-01</td><td></td></tr><tr><td>A/D Board</td><td>National Instruments</td><td>NI PCI-6033E</td><td></td></tr><tr><td>Infrarot-basierte Bewegungsmelder</td><td>Biobserve GmbH</td><td>Sonderanfertigungen</td><td></td></tr><tr><td>ICELUS</td><td>G-System</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AxoScope 10 Software</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Akupunktur Bedürfnisse</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rostfreie Nadeln</td><td>Shanghai Yanglong Medical Articles Co.</td><td>32 Gauge x 1"</td><td></td></tr><tr><td>Funktionen Elektrischer Stimulator</td><td>I.T.O., Japan</td><td>Trio 300</td><td></td></tr><tr><td>AcuPen</td><td>Lhasa OMS</td><td>Pointer Excel II</td><td></td></tr></tbody></table>

manipulation von epileptiforme electrocorticograms (ecogs) und schlaf bei ratten und mäusen durch akupunktur

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

Die alte chinesische Literatur hat dokumentiert, dass Akupunktur effiziente therapeutische Wirkungen bei Epilepsie und Schlaflosigkeit besitzt. Es gibt jedoch nur wenige Forschungsergebnisse, um die möglichen Mechanismen hinter diesen Effekten aufzudecken. Um die Wirkung der Akupunktur auf Epilepsie und Schlaf zu untersuchen, müssen mehrere Fragen geklärt werden. Die erste besteht darin, die Akupunkturpunkte zu identifizieren, die zwischen Menschen, Ratten und Mäusen entsprechen. Des Weiteren müssen die Einstichtiefe der Akupunkturnadel, der Grad der Nadelverdrehung bei der manuellen Nadelakupunktur und die Stimulationsparameter für die Elektroakupunktur (EA) bestimmt werden. Um die Auswirkungen der Akupunktur auf Epilepsie und Schlaf zu bewerten, ist ein praktikables Modell der Epilepsie bei Nagetieren erforderlich. Wir verabreichen Pilocarpin in den linken zentralen Kern der Amygdala (CeA), um die fokale Temporallappenepilepsie (TLE) bei Ratten zu simulieren. Die intraperitoneale (IP) Injektion von Pilocarpin induziert bei Ratten generalisierte Epilepsie und Status epilepticus (SE). Fünf IP-Injektionen von Pentylentetrazol (PTZ) mit einem eintägigen Abstand zwischen jeder Injektion führen bei Mäusen erfolgreich zu spontaner generalisierter Epilepsie. Aufzeichnungen von Elektrokortikogrammen (ECoGs), Elektromyogrammen (EMGs), Gehirntemperatur und Bewegungsaktivität werden für die Schlafanalyse bei Ratten verwendet, während ECoGs, EMGs und Bewegungsaktivität für die Schlafanalyse bei Mäusen verwendet werden. ECoG-Elektroden werden in den frontalen, parietalen und kontralateralen Hinterhauptkortex implantiert, und ein Thermistor wird durch stereotaktische Chirurgie über der Großhirnrinde implantiert. EMG-Elektroden werden in die Nackenmuskulatur implantiert, und ein Infrarotdetektor bestimmt die Bewegungsaktivität. Die Kriterien für die Kategorisierung von Vigilanzstadien, einschließlich Wachheit, REM-Schlaf (Rapid Eye Movement) und Nicht-REM-Schlaf (NREM), basieren auf Informationen aus ECoGs, EMGs, Gehirntemperatur und Bewegungsaktivität. Detaillierte Einstufungskriterien sind im Text aufgeführt.

Es gibt verschiedene Ratten- und Mausmodellen die Bedürfnisse der verschiedenen Epilepsietypen gerecht zu werden. Zu induzieren fokale TLE, 0,5 &amp; mgr; l von Pilocarpin (2,4 mg / &amp; mgr; l) in das linke CeA verabreicht. Die vorherrschenden epileptiforme ECoGs sind aus der ECoG - Elektrode auf dem Scheitellappen der linken Hemisphäre (1A: b) erworben und seltene epileptische Aktivitäten werden aus dem Rest der ECoG - Elektroden (1A aufgenommen: <str...

Diese Arbeit demonstriert die Leistung von Akupunktur, Epilepsiemodellen und der Analyse des Schlafes bei Nagetieren. Das Verfahren der Akupunktur und die Identifizierung von Akupunkturpunkten werden beschrieben. Pilocarpin oder Pentylentetrazol (PTZ) wird verwendet, um Epilepsie zu induzieren. Für die Schlafanalyse werden Elektrokortikogramm (ECoG), Elektromyogramm (EMG), Gehirntemperatur und Bewegungsaktivitätsaufzeichnungen verwendet.

Manipulation von Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) und Schlaf bei Ratten und Mäusen durch Akupunktur

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, Epilepsie, Schlaf und die Wirkungen von Akupunktur in einem Tiermodell zu untersuchen. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der Neurowissenschaften zu beantworten, beispielsweise wie man Epilepsie induziert, den Schlaf analysiert und Akupunktur an einem kleinen Tiermodell durchführt. Die wesentlichen Vorteile dieser Technik liegen darin, dass die lateralen kortikalen und die lateralen Myogrammelektroden in diesem Semester mithilfe einer stereotaktischen Operation schnell und einfach implantiert werden können.Yi-Jou Wu, eine Doktorandin aus meinen Laboren, wird dieses Verfahren demonstrieren. Nachdem die korrekte Sedierungstiefe durch fehlende Reaktion auf einen Zehenquetschreiz bestätigt wurde, Augensalbe auf eine sechs bis acht Wochen alte 250 bis 350 Gramm schwere Sprague-Dawley-Ratte aus der ersten Gruppe auftragen. Mit einer Schermaschine die Haare von der Schädeloberseite entfernen.Desinfizieren Sie die Haut durch mehrmalige Anwendung von Povidon-Iod-Lösung und 75 Prozent Ethanol, gefolgt von einer Antibiotikainjektion zur Verhinderung einer Infektion. Danach befestigen Sie das Tier an einer Stereotaxievorrichtung und setzen einen Ohrstift in den Gehörgang ein. Führen Sie mit einem Skalpell einen etwa zwei Zentimeter langen medianen kaudalen Schnitt entlang des Schädels zwischen den Ohren durch.Verwenden Sie dann Hämostaten, um die Hautlappen zu fixieren, um den Schädel freizulegen, und entfernen Sie das Gewebe mit einem Skalpell. Wenn der Schädel sauber ist, verwenden Sie ein rotierendes Instrument, um acht Bohrlöcher mit einem Durchmesser von etwa 0,7 mm in die Stirn-, Scheitel- und Hinterhauptslappen sowie in das Kleinhirn in beiden linken und rechten Hemisphären des freigelegten Knochens zu bohren. Danach schrauben Sie acht Elektrokortikogramm-Elektroden in die Löcher zur fokalen Epilepsie-Detektion ein.Bei einer separaten Gruppe von Ratten bohren Sie drei Löcher und platzieren zwei Schraubenelektroden für das Elektroenzephalogramm über dem rechten frontalen und parietalen Kortex mit denselben Koordinaten wie bei der ersten Gruppe. Anschließend platzieren Sie eine dritte Elektroenzephalogramm-Elektrode über dem linken Kleinhirn, um das Tier zu erden und Signalartefakte zu reduzieren. Trennen Sie die Haut und die Muskulatur des Halses und führen Sie zwei Elektromyogramm-Elektroden in den Halsmuskel ein.Bohren Sie ein weiteres Loch in den Schädel und platzieren Sie eine Mikroinjektions-Guide-Kanüle in den linken zentralen Kern des Amygdala. Anschließend bohren Sie ein 1,6 Millimeter großes Loch in den Schädel und führen einen kalibrierten 30-Kilovolt-Thermoster auf der Oberfläche der parietalen Rinde ein, um die kortikale Temperatur zu überwachen. Leiten Sie die isolierten Elektrokortiko- und Elektromyogramm-Elektrodenkabel zu einem Sockel. Verwenden Sie Zahnacryl, um den Sockel zu befestigen, führen Sie die Kanüle zum Schädel und verbinden Sie dann das Thermostat mit dem Tether. Behandeln Sie anschließend den Schnitt topisch mit Polysporin, um eine Infektion zu verhindern, und verabreichen Sie den Tieren für eine Woche nach der Operation Wasser, das mit Ibuprofen und Penicillin G angereichert ist. Um eine fokale Schläfenlappenepilepsie auszulösen, verwenden Sie eine Mikroinjektionspumpe, um 0,5 µL Pilocarpin über die Injektionsleitkanüle in den linken zentralen Kern des Amygdala-Komplexes mit einer Geschwindigkeit von 0,2 µL pro Minute zu applizieren.Um eine generalisierte Epilepsie mit rezidivierendem epileptischem Status zu induzieren, injizieren Sie 300 Milligramm pro Kilogramm Pilocarpin i.p. Bei der Akupunktur lokalisieren Sie zunächst manuell die Akupunkturpunkte. Beispielsweise befinden sich die Akupunkturpunkte feng chi drei Millimeter entfernt von der hinteren mittleren Linie zwischen den Ohren am Hals. Nach Bestätigung einer niedrigen Hautimpedanz an den gewünschten Akupunkturpunkten werden Edelstahl-Nadeln bis zu einer Tiefe von zwei Millimetern in die Akupunkturpunkte eingeführt.Dann mithilfe eines funktionellen Elektrostimulators eine 10-Hertz-Serie von 150-Millisekunden-biphasischen Impulsen mit einer Intensität von einem Milliampere über die Nadel an die Akupunktpunkte abgeben. Hier ist ein vorherrschendes epileptiformes Elektrokortigramm dargestellt, das vom Elektrokortigramm-Elektroden auf dem Parietallappen der linken Hemisphäre aufgezeichnet wurde. Nach Gabe von Pilocarpin werden seltene epileptische Aktivitäten von den übrigen Elektrokortigramm-Elektroden erfasst, was auf eine erfolgreiche induzierte fokale Temporallappenepilepsie hinweist.Binnen fünf Minuten treten schwere cholinerge Wirkungen auf das Verhalten auf, die allmählich an Schwere zunehmen, bis ein generalisierter Anfall im Elektrokortikogramm auftritt, gefolgt von einem Status epilepticus. Während der Dunkelphase nach der ersten Pentilentetrazolinjektion oder während der zweiten Dunkelphase an einem Injektionsfreitag bis zur fünften Pentilentetrazolinjektion werden keine epileptiformen Elektrokortikogramme beobachtet, ebenso kein spontan auftretendes und rezidivierendes generalisiertes Epilepsie. Das Wachzustand zeigt ein Elektromyogramm mit hoher Amplitude und eine starke motorische Aktivität, wobei die kortikale Temperatur allmählich ansteigt, während der Wachzustand entweder aus dem Non-REM- oder dem REM-Schlaf hervorgeht.Der Non-REM-Schlaf zeichnet sich durch synchronisierte Elektrokortikogramme mit hoher Amplitude und niedriger Frequenz aus, begleitet von einem allmählichen Abfall der Elektromyogramm-Amplitude und keiner motorischen Aktivität sowie einer Abnahme der kortikalen Temperatur, während der Wachzustand in den Non-REM-Schlaf übergeht. Während des REM-Schlafs ist die Elektrokortikogramm-Welle desynchronisiert und weist eine verminderte Amplitude auf. Die vorherrschende Leistungsdichte des Elektroenzephalogramms liegt im Theta-Frequenzbereich.Die Elektromyogramm-Aktivität ist am niedrigsten, ein phasischer Körperzuckung wird beobachtet, und die kortikale Temperatur steigt schnell an. Die Applikation von 100 Hertz Elektroakupunktur in die bilateralen Feng-Chi-Akupunkturpunkte verschlimmert die durch Pilocarpin hervorgerufenen epileptiformen Elektrokortikogramme, während 10 Hertz Elektroakupunktur die epileptiformen Elektrokortikogramme unterdrückt. Außerdem unterdrückt die Gabe von Pilocarpin in den linken zentralen Kern des Amygdala auch den Non-REM-Schlaf während der Helligkeitsphase des 12-Stunden-Hell/Dunkel-Zyklus.100 Hertz Elektroakupunktur verschlechtern die durch Pilocarpin hervorgerufene Unterdrückung des Nicht-REM-Schlafs weiter. Im Gegensatz dazu erhöht eine 10-Hertz-Elektroakupunktur an den bilateralen Akupunkturpunkten Feng Chi den Nicht-REM-Schlaf während der Dunkelphase per se und blockiert die pilocarpininduzierte Verringerung des Nicht-REM-Schlafs während der Lichtphase. Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie bei korrekter Durchführung in anderthalb Stunden abgeschlossen werden.Bevor Sie dieses Verfahren durchführen, ist es wichtig, die Fertigkeit der stereotaktischen Chirurgie so lange zu üben, bis Sie sicher darin sind. Nach ihrer Entwicklung ebnet diese Technik den Forschern auf dem Gebiet der Neurowissenschaften den Weg, um die Wirkungen der Akupunktur bei Epilepsie und Schlafstörungen zu untersuchen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Elektroenzephalogramm- und Elektromyogramm-Elektroden, eine Führungskanüle und einen Semantiker implantiert, um Schlafmuster und andere Effekte der Akupunktur auf die Gehirnaktivität zu untersuchen.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Behavior

Verhalten

Quelle: Kodani, S., et.al. Optogenetische Manipulation neuronaler Schaltkreise bei der Überwachung von Schlaf-/Wachzuständen bei Mäusen. J. Vis. Exp. (2019)Dieses Video zeigt die optogenetische Manipulation neuronaler Schaltkreise, die am Übergang vom Schlaf in den Wachzustand bei Mäusen beteiligt sind. Bei dem Verfahren werden eine optische Faser und Elektroden chirurgisch in das Gehirn und die Muskeln implantiert, um eine Lichtstimulation und elektrophysiologische Aufzeichnung zu ermöglichen.

Optogenetische Manipulation neuronaler Schaltkreise für den Übergang vom Schlaf in den Wachzustand bei Mäusen

Dieses Video zeigt ein Protokoll für die Implantation einer Elektroenzephalogramm (EEG) und Elektromyogramm (EMG) Elektrodenanordnung in eine anästhesierte Maus. Der Prozess umfasst die Befestigung der Maus auf einem stereotaktischen Rahmen, einen Mittellinienschnitt im Schädel, das Bohren von Löchern für die Elektroden und das Fixieren der Elektrodeneinheit für die Signalaufzeichnung. Nach der Wiederherstellung wird das Schlaf-Wach-Verhalten der Maus anhand der aufgezeichneten Signale...

Analyse des Schlafverhaltens bei Mäusen durch Elektroenzephalogramm und Elektromyogramm-Aufzeichnungen

Dieses Video demonstriert eine Methode zur hochauflösenden EEG-Aufzeichnung in einem Rattenmodell der fokalen Epilepsie. Es beschreibt die Schritte, die zur Vorbereitung der Ratte, zum Anschluss einer Mehrkanal-EEG-Minikappe an die Kopfhaut der Ratte und zur Aufzeichnung des EEGs erforderlich sind, um anfallsbedingte Ereignisse zu identifizieren, die für das Epilepsiemodell charakteristisch sind.

Elektroenzephalographie-Aufzeichnung in einem Rattenmodell der fokalen Epilepsie

Dieses Video zeigt die elektroenzephalographische (EEG) Aufzeichnung von epileptischen Anfällen bei epilepsieinduzierten Ratten. Eine Ratte mit Elektroden, die in den ventralen Hippocampus implantiert sind, wird an das EEG-Aufzeichnungssystem angeschlossen und in eine Plexiglaskammer gelegt. Die Ratte kann sich frei bewegen, während die Gehirnaktivität aufgezeichnet wird, um das Auftreten von Anfällen zu überwachen.

Elektroenzephalographische Aufzeichnung epileptischer Anfälle bei Epilepsie-induzierten Ratten

Die Aufzeichnung von Elektroenzephalogramm (EEG) und Elektromyogramm (EMG) bei frei verhaltenden Mäusen ist ein kritischer Schritt, um Verhalten und Physiologie mit Schlaf und Wachheit zu korrelieren. Das hierin beschriebene experimentelle Protokoll stellt ein kabelbasiertes System zur Erfassung von EEG- und EMG-Aufzeichnungen bei Mäusen bereit.

Polygraphic Recording Verfahren zur Messung von Schlaf bei Mäusen

Elektrokrampftherapie Beschlagnahme (ECS) ist ein experimentellen Tiermodell der Elektrokrampftherapie für schwere Depressionen. ECS stimuliert weltweit Aktivität im Hippocampus, führt zu Synaptogenese und synaptische Plastizität. Hier beschreiben wir Methoden für ECS Induktion bei Ratten und subzellulären Fraktionierung von ihren Hippocampi, Beschlagnahme verursachten Veränderungen in synaptischen Proteine zu untersuchen.

Elektrokrampftherapie Anfälle bei Ratten und Fraktionierung von ihren Hippocampi Beschlagnahme verursachten Veränderungen in den Proteinen der postsynaptischen Dichte prüfen

Hier beschreiben wir Methoden der optogenetischen Manipulation bestimmter Arten von Neuronen bei der Überwachung von Schlaf-/Wachzustanden bei Mäusen und stellen unsere jüngsten Arbeiten am Bettkern der Stria terminalis als Beispiel vor.

Optogenetische Manipulation von neuronalen Schaltkreisen während der Überwachung von Schlaf-/Wachzustanden bei Mäusen

Dieser Artikel beschreibt ein Protokoll zur Manipulation molekularer Ziele in der Großhirnrinde mit adeno-assoziierten Viren und zur Überwachung der Auswirkungen dieser Manipulation während wachen und Schlaf mit elektrokortikographischen Aufzeichnungen.

Elektrokortikographische Aufzeichnung von Großhirnrindenbereichen manipuliert mit einem Adeno-assoziierten Virus, das auf Cofilin bei Mäusen abzielt

Hier stellen wir ein Protokoll für eine effiziente und schnelle Elektroakupunktur (EA) bei Mäusen oder jungen Ratten unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) gedruckten Halters vor. Diese Technik ermöglicht den gleichzeitigen Betrieb an mehreren Tieren, spart Zeit und erhöht die experimentelle Effizienz.

Massen-Elektroakupunktur-Operation für Mäuse oder junge Ratten

Dieses Protokoll wurde entwickelt, um ein zuverlässiges und leicht zugängliches System zur Aufzeichnung von frei beweglichen Nagetier-EEGs zu schaffen.

Ein kostengünstiges und minimal-invasives Protokoll für die chronische Multi-Site-Elektroenzephalographie-Aufzeichnung bei frei beweglichen Mäusen

Erfahren Sie, wie Akupunktur Epilepsie und Schlaf bei Nagetieren beeinflusst. Diese Methode nutzt ECoG- und EMG-Aufzeichnungen nach stereotaktischer Elektrodenimplantation, um nicht-pharmakologische Behandlungsansätze zu erforschen.

Manipulation von Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) und Schlaf bei Ratten und Mäusen durch Akupunktur

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