Name: Nagetier Verhaltens Tests, um funktionelle Defizite verursacht durch Mikroelektrode Implantation im motorischen Kortex Ratte bewerten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-18T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 42 s
Description: Erfahren Sie, wie Verhaltenstests bei Nagetieren funktionelle Defizite nach Mikroelektroden-Implantation im motorischen Kortex bewerten. Diese Methode ermöglicht Echtzeit-Messungen der Motorik bei Ratten.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Diese Studie wurde teilweise durch den Verdienst Review Award #B1495-R (Capadona) und die Presidential Early Career Award für Wissenschaftler und Ingenieure (PECASE, Capadona) aus den Vereinigten Staaten (US) Veteranen Angelegenheiten Rehabilitation Forschungsabteilung unterstützt und Entwicklungsdienst. Darüber hinaus wurde diese Arbeit vom Amt des Assistant Secretary Of Defense for Health Affairs durch das Peer überprüft medizinische Forschungsprogramm unter Award Nr. teilweise unterstützt. W81XWH-15-1-0608. Den Inhalt repräsentieren nicht die Ansichten des US-Department of Veterans Affairs oder Regierung der Vereinigten Staaten. Die Autoren möchte Dr. Hiroyuki Arakawa in der Home-Nagetier Verhalten Kern für seine Führung im entwerfen und Testen von Nagetier Verhaltens Protokolle zu danken. Die Autoren möchten auch James Drake und Kevin Talbot vom Department of Mechanical Home- und Luft-und Raumfahrttechnik Danke für ihre Hilfe bei der Entwicklung und Herstellung von Nagetier Leiter Test.

Alle Verfahren und Praktiken der Pflege der Tiere wurden genehmigt und in Übereinstimmung mit der Louis Stokes Cleveland Abteilung der Veteranen Angelegenheiten Medical Center institutionelle Tier Pflege und Nutzung Ausschüsse durchgeführt.
Hinweis: Um die Forscher auf die Entscheidung über die Verwendung eines Stich-Verletzungen-Modells als Steuerelement zu erziehen, empfiehlt es sich, die Arbeit von Potter Et Al. überprüfen 21.
(1) Mikroelektrode chirurgische Implantationsverfahren
<ol><li>
Präoperative Vorbereitung der Tiere
	<ol>
<li>Betäuben Sie das Tier in einer Induktion Kammer mit Isofluran (2-4 %). Während Narkose kontinuierlich überwachen Sie das Tier mit einem lebenswichtigen Mess-System zur Überwachung der Herzfrequenz und BLUTSAUERSTOFF Inhalte.</li>
		<li>Bewegen Sie das Tier zu einem Prüfkopf weiterhin die Narkose. Subkutan (SQ) Spritzen ein Cephalosporin-Antibiotikum, z.B. Cefazolin (25 mg/kg) und ein nicht-steroidale Entzündungshemmer, z.B. Carprofen (5 mg/kg), Infektion zu verhindern und die Schmerzen, bzw. zu verwalten.</li>
		<li>Liberal gelten Sie ophthalmologischen Salbe für das Tier Augen um sie vor dem Austrocknen zu verhindern.</li>
		<li>Mit kleinen Tier Nagelknipser, schneiden Sie die Zehennägel verhindern, dass das Tier kratzen die Nähte bei der Wundheilung. Stellen Sie sicher, dass die Nägel nicht zu kurz abgeschnitten werden, da dies zu Schmerzen und Blutungen für das Tier führen kann.</li>
		<li>Der Kopf des Tieres gründlich hinter die Ohren, zwischen den Augen mit einem elektrischen Rasierer Trimmer zu rasieren.</li>
		<li>Bieten Sie eine lokale Analgesie SQ Injektion von Bupivacain (0,3 mL 0,125 % Bupivacain aus Stammlösung verdünnt) an der Spitze der Kopf des Tieres im Bereich des Schnittes.</li>
		<li>Montieren Sie das Tier auf einem stereotaktischen Rahmen, mit Ohr-Balken auf um den Kopf zu halten, während der Operation verschieben. Legen Sie ein zirkulierendes Wasser Heizkissen unter das Tier, die interne Temperatur des Tieres.</li>
		<li>Wenden Sie ein steriles Tuch, z. B. institutionell zugelassenen sterilen Plastikfolie, um das OP-Feld zu isolieren.</li>
		<li>Peeling der OP-Bereich mit einer wechselnden Betadine-Lösung und Isopropanol scheuert.</li>
		<li>Führen Sie eine Zehe Prise nach dem institutionellen Protokoll um sicherzustellen, dass das Tier unter der operativen Ebene ist.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Tier für eine Implantation vorbereiten
	<ol>
<li>Erstellen Sie einen Schnitt von etwa 1 in unten Mittellinie Freilegung des Schädels mit einem Skalpellklinge Nr. 10. Unverblümt entfernen Sie der Knochenhaut mit einem Applikator Baumwoll-Spitze aus, bis Blutungen mit einem Tupfer. Einfahren des umliegenden Gewebes mit Krokodilklemmen und sauber und den Schädel mit Wasserstoffperoxid zu entwässern.</li>
		<li>Legen Sie ein paar Tropfen Klebstoff Cyanacrylat-basierte Gewebe auf der exponierten Schädel, den dental Zement Verklebung in späteren Schritten zu verbessern.</li>
		<li>Markieren Sie in der gewählten Hemisphäre der Region von den motorischen Kortex entsprechend Vorderpfote Bewegung ca. 3 mm lateral Mittellinie und 2 mm anterior Bregma durch einen Nick im Knochen zu schaffen.</li>
		<li>Einen Teil des Schädels mit Hilfe einer 1,75 mm abgerundeter Spitze Zahnbohrer, wobei besondere Aufmerksamkeit, die Sie nicht zu schnell oder zu tief bohren und unterstützen einerseits auf dem stereotaktischen Rahmen zu entfernen. Der Bohrer sollte mit dem Schädel zeitweise zur Vermeidung von Überhitzung31angewendet werden.</li>
		<li>Die Dura mit einem feinen Haken 45° Dura Pick zu reflektieren.</li>
		<li>Reinigen Sie jede Blutung mit einem Baumwoll-gespitzten Applikator und Saline, dabei darauf achten, nicht direkt berühren der Oberfläche des Gehirns.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Einfügung der Mikroelektrode im motorischen Kortex
	<ol>
<li>Montieren Sie sorgfältig die sterilisierten Mikroelektrode in Universalhalter am stereotaktischen Rahmen, wobei Vorsicht nicht, den Schaft der Elektrode zu stoßen. Stellen Sie sicher, dass die Headstage-Schnittstelle der Elektrode durch den Halter fest gehalten wird. Hinweis: Hier eine funktionsuntüchtige Michigan-Stil Silikon Schaft Elektrode misst 2 mm x 123 µm 15 µm diente, und der Schaft wurde eingefügt, mit feinen Pinzette.</li>
		<li>Positionieren Sie mit Hilfe der Mikromanipulatoren am stereotaktischen Rahmen, sorgfältig die Elektrodenspitze über die offenen Kraniotomie.</li>
		<li>Vorsichtig absenken die Elektrode ca. 2 mm in das Gehirn mit dem Mikromanipulatoren als Wegweiser zur Messung (abhängig von der Wahl der Elektrode, eine automatische Einfügung an kontrollierte Preise kann erforderlich sein.) Vorsicht, sichtbaren Gefäßsystem möglichst zu vermeiden. Sobald die Elektrode vorhanden ist, sorgfältig lassen Sie den Stecker aus der Universalhalter aus- und einfahren des Einfügung Arms.</li>
		<li>Reinigen Sie sorgfältig jede Blutung aus rund um die Elektrode mit einem Baumwoll-gespitzten Applikator und Kochsalzlösung.</li>
		<li>Abdichtung der Kraniotomie um die implantierten Elektrode mit einem Silikon-Elastomer.</li>
		<li>Befestigen Sie die Elektrode an den Schädel mit dental Zement.</li>
		<li>Sobald der Kleber vollständig trocken ist, bringen Sie die Kanten des Schnittes zusammen auf der Vorder- und Rückseite der Zement wachsauflagen und Naht, die sie zu schließen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Postoperative Pflege
	<ol>
<li>Lassen Sie das Tier wieder auf eine zirkulierende Wasser Heizkissen während Sie weiterhin seine Vitalfunktionen überwachen. Vermeiden Sie Wärmelampen, da die Temperatur von Lampen schwieriger zu kontrollieren ist und Tiere können überhitzen.</li>
		<li>Sobald das Tier ganz wach ist, verschieben Sie das Tier zu einem sauberen Käfig mit einfachem Zugang zu Nahrungsmitteln und Trinkwasser.</li>
		<li>Während der postoperativen Tage 1-3 bieten Sie die Tieren mit SQ Cephalosporin Antibiotikum (25 mg/kg) und eine nicht-steroidale entzündungshemmende (5 mg/kg) zur Prävention von Infektionen und verwalten Sie ihre Schmerzen.</li>
		<li>Beobachten Sie die Tiere täglich auf Anzeichen von Schmerzen oder Beschwerden, Blutungen, Gewichtsveränderung oder Naht Probleme durch mindestens postoperativen Tag 5.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Verhalten testen
<ol><li>Für alle Verhalten testen, testen die Tiere 2 X pro Test in der Woche vor der Elektrode Implantation Operation an ihrer Grundlinie präoperative Ergebnisse berechnen. Können Sie nach der Operation die Tiere für 1 Woche vor Beginn der Tests 2 X pro Woche auf jedem Test Verhalten ruhen. Einheitliche Testbedingungen sollte während der gesamten Studie verwendet werden, für die Prä- und postoperative Tests, um die Auswirkungen von Stress auf die Leistung zu minimieren, die eine Messung der Angst führen könnten.<ol>
<li>Reinigen Sie alle Prüfgeräte mit ein Chlor Dioxid basierenden Sterilisationsmittel am Anfang der einzelnen Testphasen und nach jedem Tier.</li>
		<li>Film der Freiland-Raster und Leiter-Tests. Diese Tests erfordern eine Video-Kamera (1080p, mindestens 15 fps, 78° diagonal Sichtfeld), ein Laptop und Platz zum Speichern von video-Daten.</li>
		<li>Zu Beginn des Tests täglich bringen Sie die Tiere in den Prüfraum und es ermöglichen Sie ihnen, für mindestens 20 Minuten vor Beginn der Prüfung zu akklimatisieren. Der Raum sollte hell und temperiert sein, und dem gleichen Personal sollte alle Tests abgeschlossen. Im Idealfall wird das gleiche Zimmer für alle Tiere im Verlauf der Prüfung ohne Änderungen an den Raum verwendet werden.</li>
		<li>Verwendung Essen Belohnungen für die Tiere um die Aufgaben, vor allem während der Leiter Ausbildung zu fördern. Getreide oder kleine Stücke von Bananen-Chips oder Cracker machen gute Belohnungen.</li>
		<li>Normalisieren Sie alle wöchentlichen Test Vorstellungen, die vor der Operation-Scores für jedes einzelne Tier (Gleichung 1). Gleichung 1:<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57829/57829eq1.jpg">
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Feldtests Gitter zu öffnen Hinweis: Freiland-Gitter-Test wurde im eigenen Haus gebaut und hat eine Lauffläche von 1 m2 mit ca. 40 cm hohe undurchsichtige Seitenwände. Die Lauffläche des Rasters unten gliedert sich in 9 gleiche Quadrate von der Unterseite mit Klebeband (Abb. 1A). Die Aufnahme-Kamera ist dauerhaft über der Mitte des Rasters auf Gerüst montiert.<ol>
<li>Um mit dem offenen Feld Raster Testen beginnen, legen Sie das Tier in der Mitte des Rasters der Tester abgewandten.</li>
		<li>Lassen Sie das Tier frei für 3 min zu laufen, während der Videoaufnahme.</li>
		<li>Wenn das Tier Tests abgeschlossen hat, entfernen Sie das Tier aus dem Netz zu und wieder in den Käfig. Reinigen Sie Raster mit Chlor Dioxid basierenden sterilisiermittel gründlich.</li>
		<li>Testen Sie jedes Tier 1 X pro Tag testen.</li>
		<li>Analysieren Sie die Anzahl der Rasterlinien gekreuzt, die insgesamt zurückgelegte Strecke und die maximale Geschwindigkeit des Tieres als Metrik für die Grobmotorik eine Video tracking-Software verwenden. Hinweis: Die hier vorgestellten Daten wurden manuell durch ausgebildete Forscher quantifiziert, aber es wird bevorzugt im eigenen Haus mit einer neu entwickelten tracking-Algorithmus32.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Leiter zu testen Hinweis: Die Leiter-Test wurde im eigenen Haus gebaut und besteht aus 2 klaren Acryl Seitenwände, jeweils 1 m in der Länge von 3 mm Durchmesser Sprossen Abstand von 2 cm auseinander (Abb. 2A) verbunden. Leiter zu testen ist eine qualifizierte Prüfung und erfordert daher 1 Woche Training vor der Aufnahme die präoperative Baseline-Scores. Das Protokoll für die Ausbildung und Prüfung ist die gleiche.<ol>
<li>Bewegen Sie das Tier zu einem Käfig sauber temporärer Leiter Tests beginnen.</li>
		<li>Richten Sie die Leiter so ein, dass es 2 Käfige überbrückt. Start Ende der Leiter ruht auf einem sauberen Käfig, und Ende Ende ruht auf das Tier zu Hause Käfig als eine Motivation zur Vervollständigung der Strecke dienen.</li>
		<li>Positionieren Sie die gleiche (oder ähnliche) Videokamera auf einem Stativ in der Mitte der Leiter. Die Position der Kamera sollte auf Höhe der Sprosse werden und für die ganze Leiter zu sehen.</li>
		<li>Halten Sie mit der Videokamera laufen das Tier an den Start der Leiter, so dass ihre Vorderpfoten auf die erste Sprosse berühren.</li>
		<li>Lassen Sie das Tier, die Leiter in ihrem eigenen Tempo zu überqueren. Die verstrichene Zeit zwischen dem Moment, wenn das Tier Pfote berührt die erste Sprosse und die Ziellinie an der dritten bis zur letzten Sprosse wird das Tier Zeit zu überqueren.</li>
		<li>Wenn das Tier dreht sich auf der Leiter oder sich nicht für einen Zeitraum von 20 bewegt s, betrachten das Tier die Ausführung gescheitert. Weisen Sie die Tieren eine Strafe Gäste Zeit für jede konnte nicht ausgeführt werden. Bestimmen Sie die Strafzeit von der langsamste Leistung während präoperative Test27aufgenommen.</li>
		<li>Ermöglichen jedem Tier, überqueren Sie die Leiter 5 X pro Tag mit ca. 1 min. Rest zwischen jedem Lauf zu testen.</li>
		<li>Durchschnitt der schnellste 3 Abfahrten pro Tag als Metrik der feinen Motorik. Darüber hinaus erfassen Sie die Anzahl der Male, die jeweils vorderen Pfoten rutscht aus den Sprossen mit einem Video tracking-Software. Hinweis: Die hier vorgestellten Daten wurden manuell durch ausgebildete Forscher quantifiziert, aber es ist bevorzugt, verwenden Sie einen neu entwickelten eigene Tracking-Algorithmus mit Dona Et al. 32.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Grip Stärke testen
	<ol>
<li>Einzelnen Testphasen kalibrieren Sie Griff Stärke Meter und Messen Sie die Stärke in Gramm.</li>
		<li>Lage der Griff Stärke Meter am Rande eines Zählers mit dem Griff Lenker erstreckte sich über den Boden.</li>
		<li>Lassen Sie das Tier, den Lenker mit beiden Vorderpfoten greifen, halten Sie das Tier durch die Schwanzwurzel(Abbildung 3).</li>
		<li>Sobald das Tier einen festen Griff mit jeder Pfote hat, ziehen Sie das Tier das Messgerät von der Schwanzwurzel mit langsamen und stetigen Kraft.</li>
		<li>Notieren Sie die maximalen Grip Stärke ausgeübt durch das Tier, das auf der Digital Ausgang vom Griff Stärke Messgerät angezeigt wird.</li>
		<li>Testen Sie jedes Tier 3 X pro Tag mit ca. 2 min. Rest zwischen jedem Test testen.</li>
		<li>Als Metrik der feinen Motorik aufzeichnen und die maximalen Grip Stärke Ausgang von jedem der 3 Studien im Durchschnitt.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Post-Verhaltens-Protokoll
<ol><li>Nach allem Verhaltensstörungen Tests (z.B.8-16 Wochen nach der Implantation), Betäuben die Tiere tief mit Ketamin (160 mg/kg) und Xylazin (20 mg/kg), Transcardially durchspülen sie, ihr Gehirn und Cryo-Scheibe zu ernten, und das Gewebe zu beflecken mittels immunhistochemischen Marker, um die zelluläre Reaktion auf dem Gelände der Implantation33,34,35,36,37,38zu quantifizieren.</li>
</ol>4. statistische Analyse
Hinweis: Eine prospektive Power-Analyse wird dringend empfohlen für alle Studien, die versuchen, eine bestimmte Fragestellung zu beantworten. Power-Analyse, die die Anzahl der Tiere erforderlich, um eine statistische Signifikanz für besonderen Studiendesign erreichen informiert, die insbesondere die Forschung Hypothese, das Design des Experiments, die geschätzte Effektgröße und Variabilität der beruhen die vorgesehenen Behandlungen, als auch die Effektgröße erforderlich, klinischen oder wissenschaftlichen Relevanz zu erreichen.
<ol><li>Analysen Sie statistische mit gemeinsamen statistischen Software.</li>
	<li>Tabellieren die deskriptiven Statistiken und zeigt sie als Mittelwert ± Standardfehler.</li>
	<li>Analysieren Sie die Verhaltensstörungen Performance [im Freiland Raster (Schritt 2.2), Leiter (Schritt 2.3), und Griff Stärke testen (Schritt 2.4)] jeder wöchentlichen Zeitpunkt vs. implantiert Kontrollgruppen mit einem zwei-Stichproben-t-Test zu vergleichen. Betrachten Sie jeden wöchentlichen Zeitpunkt eine eigenständige Maßnahme.</li>
	<li>Quantifizieren Sie die longitudinale Leistung mit einem gemischten Effekt linearen Modell. Die Woche und die Gruppe sind Faktoren festgelegt und ein Versuchstier ist verschachtelt innerhalb der Gruppe als ein zufälliger Effekt. Eine Varianzanalyse (ANOVA) wird verwendet, um den Faktor Effekt mit einem Signifikanzniveau von p &lt; 0,05 zu bestimmen.</li>
	<li>Vergleichen Sie die Leiter-Leistung mit Immunglobulin G (IgG) Intensität mit einer linearen Regressionsanalyse. Berechnen Sie den Korrelationskoeffizienten, indem ein Pearson-Methode.</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Die hier beschriebene Protokoll wurde zur fein- und Grobmotorik motorischen Defizit in einem Modell der Nagetier-Hirn-Trauma effektiv und reproduzierbar zu messen. Darüber hinaus ermöglicht es die Korrelation von feinen motorischen Verhalten zur histologischen Ergebnisse nach einer Mikroelektrode Implantation im motorischen Kortex. Die Methoden sind einfach zu folgen, kostengünstig einzurichten und können geändert werden, um individuelle Bedürfnisse des Forschers. Darüber hinaus verursacht das Verhalten testen großem Str...

Intracortical Mikroelektroden dienten ursprünglich ordnen Sie die Schaltkreise des Gehirns, und entwickelten sich zu einem wertvollen Werkzeug ermöglicht die Erkennung von motor Absichten derer funktionellen Ausgänge1produzieren. Erkannten funktionale Ausgänge können Personen leiden Verletzungen des Rückenmarks, Zerebralparese, Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) oder andere Bewegung einschränkenden Bedingungen zur Kontrolle von einem Computer Cursor2,3 oder Roboter anbieten. Arm4,5,6, oder Funktion auf ihre eigenen behinderten Extremität7wiederherstellen. Daher hat eine vielversprechende und schnell wachsenden Feld8intracortical Mikroelektrode Technologie entwickelt.
Aufgrund der Erfolge im Bereich gesehen sind klinische Studien im Gange, zu verbessern und besser zu verstehen, die Möglichkeiten des BMI Technologie5,9,10. Erkennen das volle Potenzial der Kommunikation mit den Neuronen im Gehirn, sind die Reha-Anwendungen als grenzenlose8wahrgenommen. Zwar gibt es viel Optimismus für die Zukunft der intracortical Mikroelektrode Technologie, ist es auch bekannt, dass Mikroelektroden schließlich11, möglicherweise durch eine akute schwere Reaktion nach der Implantation nicht. Die Implantation von Fremdmaterial im Gehirn führt unmittelbare Schädigung des umliegenden Gewebes und führt zu weiteren Schäden, die durch die schwere Reaktion, die variiert je nach Eigenschaften des Implantats12. Darüber hinaus kann ein Implantat im Gehirn verursachen einen Microlesion-Effekt: ein Rückgang der Glukose-Stoffwechsel vermutlich durch akute Ödeme und Blutungen durch das Gerät einstecken13verursacht werden. Darüber hinaus sind die Signalqualität und die Länge der Zeit, die nützliche Signale aufgezeichnet werden können inkonsistente, unabhängig von der Tier-Modell11,14,15,16. Mehrere Studien belegen den Zusammenhang zwischen Neuroinflammation und Mikroelektrode Leistung17,18,19. Daher ist der Konsens der Gemeinschaft, dass die entzündliche Reaktion des neuronalen Gewebes, die die Mikroelektroden umgibt zumindest teilweise, Elektrode Zuverlässigkeit Kompromisse.
Viele Studien haben untersucht lokale Entzündung11,20,21,22 oder erforscht Methoden zur Schadensbegrenzung im Gehirn verursacht durch Einfügung11,23, 24,25, mit dem Ziel der Verbesserung der Aufnahme über Zeit14,26. Darüber hinaus haben wir vor kurzem gezeigt, dass eine iatrogene Schädigung durch eine Mikroelektrode Einfügung im motorischen Kortex von Ratten führt zu einer sofortigen und dauerhaften feinen motorischen Defizit27. Daher der hier vorgestellten Protokolle soll Forschern eine quantitative Methode zur Bewertung möglich motorische Defizite durch Hirn-Trauma nach der Implantation und anhaltende Präsenz intracortical Geräte geben (Mikroelektroden in der im Falle dieser Handschrift). Die hier beschriebene Verhalten-Tests wurden entwickelt, um sowohl grob- und motorischen Beeinträchtigungen herauskitzeln und können in vielen Modellen der Hirnverletzung verwendet werden. Diese Methoden sind einfach, reproduzierbar und können leicht in einem Nagetier Modell umgesetzt werden. Des weiteren können hier vorgestellten Methoden für eine Korrelation von motorischen Verhalten zu histologischen Ergebnisse, ein Vorteil, den bis vor kurzem die Autoren nicht gesehen haben im BMI-Bereich veröffentlicht. Endlich, wie diese Methoden entwickelt wurden, um feine Motorik28, die Grobmotorik29und Stress und Angst Verhalten29,30, Testen der hier vorgestellten Methoden können auch umgesetzt werden in ein Modellauswahl Kopfverletzung wo wollen die Forscher (oder in) herrschen motorischen Defizite.

<table><tbody><tr><td>Sprague Dawley Ratten, männlich, 201-225g</td><td>Charles River</td><td>CD</td><td></td></tr><tr><td>Compac5 Anästhesiesystem</td><td>Vetequip</td><td>901812</td><td></td></tr><tr><td>Elektrische Trimmer</td><td>Wahl</td><td>9918-6171</td><td></td></tr><tr><td>Stereotaktischer Rahmen</td><td>David Kopf Instruments</td><td>1760</td><td></td></tr><tr><td>Gaymar beheiztes Wasserpad und Pumpe</td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>&nbsp; TP-700</td><td></td></tr><tr><td>Vetbond Gewebekleber</td><td>3M</td><td>07-805-5031</td><td></td></tr><tr><td>Dentalbohrer</td><td>Pearson Dental</td><td>O60-0045</td><td></td></tr><tr><td>Dura Pick</td><td>Fine Science Tools</td><td>10064-14</td><td></td></tr><tr><td>Mikroelektrode mit Silikonschaft</td>, <td>die im eigenen Haus im Cleveland VA Medical Center hergestellt</td><td>wird N/A</td><td></td></tr><tr><td>KwikCast Silikonelastomer</td><td>World Precision Instruments</td><td>KWIK-CAST</td><td></td></tr><tr><td>Zitzen für Zahnzement&nbsp;</td><td>A-M Systems</td><td>525000</td><td></td></tr><tr><td>Webcam HD Pro c920</td><td>Logitec</td><td>960-000764</td><td></td></tr><tr><td>Grip</td><td>strength meter Harvard Apparatus</td><td>565084</td><td></td></tr><tr><td>Minitab 17 Statistiksoftware</td><td>Minitab Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Offener Feldgittertest</td><td>Inhouse hergestellt bei Case Western Reserve University</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Leitertest</td><td>Inhouse hergestellt bei Case Western Reserve University</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Kaninchen Anti-Ratten-IgG-Antikörper</td><td>Bio-Rad</td><td>618501</td><td></td></tr></tbody></table>

nagetier verhaltens tests, um funktionelle defizite verursacht durch mikroelektrode implantation im motorischen kortex ratte bewerten

Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex

Medizinprodukte, die in das Gehirn implantiert halten enormes Potenzial. Als Teil eines Systems von Gehirn-Maschine-Schnittstelle (BMI) zeigen intracortical Mikroelektroden Aktionspotentiale von einzelnen oder kleinen Gruppen von Neuronen aufnehmen. Diese aufgezeichneten Signale sind erfolgreich benutzt worden, Patienten mit zulassen oder Computer, Roboter-Gliedmaßen und ihre eigenen Gliedmaßen zu kontrollieren. Jedoch haben frühere Tierstudien gezeigt, dass eine Mikroelektrode Implantation im Gehirn nicht nur das umliegende Gewebe schädigt, sondern auch funktionelle Defizite führen kann. Hier diskutieren wir eine Reihe von Verhaltensstörungen Tests, mögliche motorische Beeinträchtigungen nach der Implantation von intracortical Mikroelektroden in den motorischen Kortex einer Ratte zu quantifizieren. Die Methoden für die Freiland-Raster, Leiter Kreuzung und Griff Stärke testen liefern wertvolle Informationen über die möglichen Komplikationen infolge einer Mikroelektrode Implantation. Die Ergebnisse des Verhaltens Tests korrelieren mit Endpunkt Histologie, Bereitstellung zusätzlicher Informationen über die pathologische Ergebnisse und Wirkungen dieses Verfahrens auf das angrenzende Gewebe.

Mithilfe der hier vorgestellten Methoden, ist eine Mikroelektrode Implantation Operation im motorischen Kortex abgeschlossene folgenden festgelegten Verfahren39,40,41,42, gefolgt von Freiland Raster testen zur Beurteilung der Grobmotorik und Leiter und Griff funktionieren Stärke testen, um die Feinmotorik zu beurteilen27. Motorische Funkt...

Wir haben gezeigt, dass eine Mikroelektrode Implantation im motorischen Kortex von Ratten sofortige und dauerhafte motorische Defizite verursacht. Die Methoden vorgeschlagen hierin Umriss einer Mikroelektrode Implantation Operation und drei Nagetier Verhaltens Aufgaben, mögliche Änderungen in die feine oder grobe Motorik durch Implantation verursacht Schäden an den motorischen Kortex aufzuklären.

Nagetier Verhaltens Tests, um funktionelle Defizite verursacht durch Mikroelektrode Implantation im motorischen Kortex Ratte bewerten

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes ...

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen im Bereich des Neural Engineering zu beantworten, z. B. ob die Implantation von Geräten Auswirkungen auf die langfristige motorische Funktion hat. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass im Gegensatz zur Endpunkt-Histologie das fortlaufende Verhalten eine Echtzeit- und globale Messung der motorischen Funktion während des gesamten Studienverlaufs ermöglicht. Um dieses Verfahren zu beginnen, injizieren Sie dem Tier subkutan ein Cephalosporin-Antibiotikum, um eine Infektion zu verhindern, und ein nichtsteroidales entzündungshemmendes Mittel zur Schmerzbehandlung.Tragen Sie anschließend eine Augensalbe auf die Augen des Tieres auf, um ein Austrocknen zu verhindern. Schneiden Sie mit einem Nagelknipser für kleine Tiere die Zehennägel ab, um zu verhindern, dass das Tier während der Wundheilung nach der Operation die Nähte zerkratzt. Anschließend wird ein lokales Analgetikum mit einer subkutanen Injektion von Bupivacain in den Bereich des Schnitts am Kopf des Tieres verabreicht.Befestigen Sie das Tier mit Ohrstangen auf einem stereotaktischen Rahmen, um zu verhindern, dass sich der Kopf während der Operation bewegt. Legen Sie dann ein

rodent-behavioral-testing-to-assess-functional-deficits-caused

Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Wir haben eine Methode zur gleichzeitigen funktionellen Kernspintomographie und elektrophysiologischen Aufnahme in das Nagetier Gehirn entwickelt, eine Plattform für die Untersuchung der Beziehung zwischen neuronaler Aktivität und der Blutoxygenierung level dependent (BOLD) MRT-Signal.

Gleichzeitige fMRI und Elektrophysiologie in der Nager Gehirn

Das Video zeigt ein Verfahren zur Implantation einer drahtlosen bidirektionalen Mehrkanal-Elektrodeneinheit in ein Rattengehirn, um mehrkanalige neuronale Netze aufzuzeichnen und zu stimulieren.

Implantation eines drahtlosen bidirektionalen Mikroelektrodensystems in ein Rattengehirn

Quelle: Fritsch, B. et al. Transkranielle elektrische Hirnstimulation bei wachen Nagetieren. J. Vis. Exp. (2017)Dieses Video zeigt die Implantation von Elektroden und die Anwendung von transkranieller elektrischer Stimulation (tES) auf den motorischen Kortex von Warnratten. Es skizziert die Schritte bei der Elektrodenplatzierung, der Stimulationsabgabe und der daraus resultierenden neuronalen und mikroglialen Aktivierung und unterstreicht ihr neurotherapeutisches Potenzial.

Transkranielle elektrische Stimulation des motorischen Kortex bei einer wachen Ratte

Ein Verfahren zur Implantation von Elektroden in den subthalamischen Kern (STN) von Ratten wird beschrieben. Eine bessere Lokalisierung des STN wurde durch den Einsatz eines Mikroaufzeichnungssystems erreicht. Des Weiteren wird ein Stimulationsaufbau vorgestellt, der sich durch lang anhaltende Verbindungen zwischen dem Kopf des Tieres und dem Stimulator auszeichnet.

Mikroelektroden-geführte Implantation von Elektroden in den Nucleus subthalamicus des Rats für die Langzeit-Tiefe Hirnstimulation

Tiefe Hirnstimulation (THS) ist eine wirksame Behandlungsoption für die Parkinson-Krankheit. Wir haben ein Studiendesign entwickelt, um neuartige Stimulationsparadigmen bei Ratten zu screenen. Das Protokoll beschreibt die Verwendung des Treppentests und des Zylindertests zur Beurteilung des motorischen Ergebnisses bei mit THS behandelten Hemiparkinson-Ratten.

Ein neuer Ansatz Motor Ergebnis der tiefen Hirnstimulation Effekte in der Hemiparkinsonian Rat zur Bewertung: Treppe und Zylinder-Test

Das Ziel der hier vorgestellten Verhaltens Tests ist es, funktionelle Defizite bei Ratten nach Schädel-Hirn-Verletzung zu erkennen. Vier spezielle Tests werden vorgestellt, die Defizite im Verhalten zu reflektieren die Schäden an bestimmte Hirnareale zeitweise Verlängerung bis zu einem Jahr nach Verletzung zu erkennen.

Erkennung von Verhaltensstörungen Defizite bei Ratten nach Schädel-Hirn-Verletzung

Die aktuelle Studie zielte darauf ab, die Quantifizierung der motorischen Defizite bei Ratten zu automatisieren. Die Erstbewertung Modell bewertet motor Schäden aus einer intracortical Mikroelektrode Implantation im motorischen Kortex. Wir berichten über die Entwicklung und Nutzung eines Tracking-Algorithmus mit leicht anpassbar, einfach und leicht zugänglich, Software-Codierung.

Eine neuartige einzigen tierischen Motorik Tracking-System mit einfachen, leicht verfügbaren Software

Hier wird ein Protokoll zur Etablierung eines akuten Pontininfarkts in einem Rattenmodell über elektrische Stimulation mit einem einzigen Impuls vorgestellt.

Einrichtung eines akuten Pontininfarkts bei Ratten durch elektrische Stimulation

Das hier vorgestellte Protokoll liefert Informationen zur simultanen Elektroenzephalografie (EEG) und Verhaltensbeurteilung in Echtzeit. Wir haben alle Schritte, die mit diesem Protokoll verbunden sind, als attraktive Lösung für Forscher in vielen Bereichen der Neurowissenschaften diskutiert, insbesondere in Lern- und Gedächtnisbereichen.

Simultane Überwachung der drahtlosen Elektrophysiologie und des Gedächtnisverhaltenstests als Werkzeug zur Untersuchung der Neurogenese des Hippocampus

Es wird ein System zur Erfassung von Daten aus selbstinitiierten individuellen Verhaltenssitzungen innerhalb eines sozialen Koloniekäfigs vorgestellt. Die Wirksamkeit dieses Systems wird anhand einer automatisierten qualifizierten Reichweitenbewertung demonstriert, die die Charakterisierung von motorischen Beeinträchtigungen nach einem Schlaganfall, potenziellen Verhaltensänderungen im Zusammenhang mit der Motivation, zirkadianen Schwankungen und anderen innovativen abhängigen Variablen...

Sammeln von selbstinitiierten Verhaltensdaten von Ratten zur Charakterisierung von Defiziten nach einem Schlaganfall

Dieses Protokoll stellt eine Mikrocontroller-basierte Verhaltensbox dar, um die Prepuls-Inhibition (PPI) zu bewerten, indem Beschleunigungsdaten von einem Sensor unter der Box gesammelt werden. Diese Daten bewerten sensorische Gating-Defizite bei sozial isolierten Ratten, mit einer zusätzlichen Methode zur Synchronisierung von Daten mit neuronaler Aktivität, um neurophysiologische Studien zu Verhaltensstörungen voranzutreiben.

Entwicklung einer Verhaltensbox zur Bewertung der Präpulshemmung und der neuronalen Aktivität in psychiatrischen Tiermodellen

Erfahren Sie, wie Verhaltenstests bei Nagetieren funktionelle Defizite nach Mikroelektroden-Implantation im motorischen Kortex bewerten. Diese Methode ermöglicht Echtzeit-Messungen der Motorik bei Ratten.

Nagetier Verhaltens Tests, um funktionelle Defizite verursacht durch Mikroelektrode Implantation im motorischen Kortex Ratte bewerten (Video) | JoVE Journal

Nagetier Verhaltens Tests, um funktionelle Defizite verursacht durch Mikroelektrode Implantation im motorischen Kortex Ratte bewerten

Weitere Videos entdecken