Agudo<em&gt; In Vivo</em&gt; Grabaciones electrofisiológicas de potenciales de campo locales y actividad de múltiples unidades de la vía hiperdirecta en ratas anestesiadas

Resumen

En este estudio, se presenta la metodología sobre cómo realizar registros electrofisiológicos in vivo en múltiples sitios a partir de la vía hiperdirecta bajo anestesia con uretano.

Resumen

Evidencias convergentes muestran que muchas enfermedades neuropsiquiátricas deben ser entendidas como trastornos de redes neuronales a gran escala. Para comprender mejor las bases fisiopatológicas de estas enfermedades, es necesario caracterizar con precisión el modo en que se altera el procesamiento de la información entre las diferentes partes neuronales del circuito. Usando grabaciones electrofisiológicas extracelulares in vivo , es posible delinear con precisión la actividad neuronal dentro de una red neuronal. La aplicación de este método tiene varias ventajas sobre técnicas alternativas, por ejemplo , imágenes de resonancia magnética funcional e imágenes de calcio, ya que permite una resolución temporal y espacial única y no depende de organismos modificados genéticamente. Sin embargo, el uso de grabaciones extracelulares in vivo es limitado, ya que es una técnica invasiva que no puede aplicarse universalmente. En este artículo, se presenta un método simple y fácil de usar wCon lo que es posible registrar simultáneamente potenciales extracelulares tales como potenciales de campo locales y actividad multiunitaria en múltiples sitios de una red. Se detalla cómo una orientación precisa de los núcleos subcortical se puede lograr mediante una combinación de cirugía estereotáctica y análisis en línea de grabaciones de múltiples unidades. Por lo tanto, se demuestra cómo se puede estudiar una red completa tal como el bucle de los ganglios cortico-basales hiperdirecto en animales anestesiados in vivo .

Introducción

La reciente evidencia acumulativa sobre diferentes trastornos neuropsiquiátricos como la enfermedad de Parkinson y la esquizofrenia sugiere claramente que su fisiopatología se basa en una disfunción crítica de los circuitos neuronales extendidos que a menudo involucran estructuras corticales y subcorticales ^{1 , 2 , 3} . Según esta teoría, las manifestaciones clínicas de las enfermedades surgen como consecuencia de una capacidad de procesamiento de información dañada de una red de células en lugar de células individuales o elementos neuronales específicos ¹

Protocolo

Los procedimientos experimentales se llevaron a cabo de conformidad con la Ley alemana de bienestar animal (última revisión en 2014) y la normativa europea (2010/63 / UE). Los experimentos fueron aprobados por la autoridad local de bienestar animal (LaGeSo, Berlín) y se ajustaron a las directrices del departamento local e internacionales.

NOTA: En el método presentado se utilizan dos modelos de electrodos para registrar la vía hiperdirecta cortical-basal de los ganglios que conecta la corteza motora primaria (M1) con el núcleo subtalámico (STN) y la sustancia negra pars reticulada (SNr). Para el electrocorticograma epidural (ECoG) se usan....

Resultados

Con los electrodos de registro usados ​​en la presente memoria, es posible muestrear LFPs de la corteza motora primaria, el núcleo subtalámico y la sustancia negra pars reticulata y MUA de la STN y SNr. Inicialmente, los LFP y la actividad de múltiples unidades se graban juntos en una señal de banda ancha. A continuación, los LFP y los MUA se separan mediante filtros de paso de banda (0,05 - 250 Hz para LFPs y 300 - 4000 Hz para MUA).

Discusión

En el presente estudio se demuestra cómo registrar las señales electrofisiológicas extracelulares simultáneamente a partir de múltiples sitios de una red dada, utilizando el ejemplo de la vía hipocárdica de los ganglios cortico-basales que conecta la M1 con la STN y SNr en los roedores.

Un paso crítico en el registro de estructuras subcorticales pequeñas tales como el STN es la inserción guiada con precisión de los electrodos de registro en el blanco. En el método presentado, el cuidado de d.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Electrodos epidurales personalizados de Ag/AgCl	Goodfellow GmbH D-61213 Bad Nauheim, Alemania info@goodfellow.com	ID del producto AG005127 para electrodos de Ag/AgCl de alambre de plata al 99,99%	permitirá una mejor calidad de señal, pero solo se puede utilizar en experimentos agudos. Posible reemplazo: Electrodos de acero inoxidable
Soporte estereotáxico con bloque acrílico	David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, EE. UU	ID del producto Modelo 1770 Soporte de electrodo estándar	Asegúrese de que el bloque acrílico tenga huecos que se adapten a la configuración del electrodo para el objetivo deseado. Los bloques acrílicos se pueden modificar fácilmente con un archivo para obtener la configuración deseada. Posible reemplazo: Portaelectrodos de construcción propia
Electrodos de microhilo de tungsteno 1.5 MΩ impedancia	Microprobes.com 18247-D Flower Hill Way  Gaithersburg, Maryland, 20879 EE. UU	ID del producto WE3ST31.5A5-250um	El 1.5 MΩ es necesario para registrar MUA y LFP al mismo tiempo. Posible sustitución: Se pueden utilizar microelectrodos de diferentes materiales. Los electrodos deben ser rectos, robustos y lo más finos posible.
Herramienta de alineación de ratas	David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, EE. UU.	ID del producto Modelo 944 Herramienta de alineación de ratas	Permite la orientación exacta del cerebro para que coincida con los atlas estereotáxicos. Posible sustitución: Soporte estereotáxico con cánula
Acrílico dental de dos componentes	Associated Dental Products Ltd. Kemdent Works, Purton, Swindon Wiltshire, SN5 4HT, Reino Unido	Simplex Rapid Powder Clear 225g, Código de producto: ACR803; Simplex Rapid Liquid 150ml, Código de producto: ACR920	Dependiendo de los electrodos utilizados, el superpegamento puede ser una alternativa fácil, si los electrodos son pequeños y ligeros. Posible reemplazo: Superpegamento (a base de cianacrilato)
Jaula de Faraday	Autoconstrucción		Una jaula de Faraday adecuada será la mejor protección contra los artefactos electromagnéticos, pero todo lo que se pueda formar en forma de caja o aplicar a un marco y esté hecho de material conductor puede ayudar. Posible reemplazo: Papel de aluminio o malla de cobre
Configuración electrofisiológica con software de registro y capacidades de clasificación de picos en línea	OmniPlex® Sistema de Adquisición de Datos Neuronales Plexon Inc 6500 Greenville Avenue, Suite 700 Dallas, Texas 75206 USA		El software de clasificación fuera de línea es una alternativa potencial, se pueden encontrar múltiples scripts y softwares de forma gratuita en la comunidad de código abierto.

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