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Estimulación eléctrica cerebral transcraneal en roedores alerta

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DOI:

10.3791/56242

2 de noviembre de 2017

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe un montaje quirúrgico para una toma de corriente del electrodo de epicranial permanente y un electrodo de pecho implantado en roedores. Al colocar un segundo electrodo en el zócalo, diferentes tipos de la estimulación eléctrica cerebral transcraneal pueden proporcionarse al sistema motor en animales alerta a través del cráneo intacto.

Resumen

La estimulación eléctrica cerebral transcraneal puede modular la excitabilidad cortical y la plasticidad de los seres humanos y roedores. La forma más común de estimulación en el ser humano es la estimulación por corriente directa transcraneal (tDCS). Con menos frecuencia, se utiliza la estimulación transcraneal de corriente alterna (TAC) o la estimulación transcraneal ruido aleatorio (tRNS), una forma específica de TAC utilizando una corriente eléctrica aplicada al azar dentro de un rango de frecuencias predefinidas. El aumento de la investigación de estimulación eléctrica cerebral no invasiva en los seres humanos, ambos con fines experimentales y clínicos, ha producido una creciente necesidad de estudios de seguridad básica, mecanicista, en animales. Este artículo describe un modelo para la estimulación eléctrica cerebral transcraneal (tES) a través del cráneo intacto contra el sistema motor en roedores alerta. El protocolo proporciona instrucciones paso a paso para la creación quirúrgica de una toma de electrodo permanente epicranial combinado con un contraelectrodo implantado en el pecho. Mediante la colocación de un electrodo de estimulación en el zócalo epicranial, tipos diferentes de estimulación eléctrica, comparables a la tDCS, TAC y tRNS en seres humanos, pueden ser entregados. Por otra parte, se introducen las medidas prácticas para tES en roedores alerta. La densidad de corriente aplicada, duración de la estimulación y el tipo de estimulación pueden ser elegidos dependiendo de las necesidades experimentales. Las advertencias, ventajas y desventajas de esta configuración se discuten, así como aspectos de tolerabilidad y seguridad.

Introducción

La administración transcranial de corrientes eléctricas en el cerebro (tES) se ha utilizado durante décadas para estudiar la función cerebral y para modificar el comportamiento. Más recientemente, la aplicación dirigen de las corrientes, o con menos frecuencia corrientes alternas (TAC y tRNS), de forma no invasiva a través del cráneo intacto por medio de dos o más electrodos (anode(s) y cathode(s)) ha ganado interés científico y clínico. En particular, tDCS se ha utilizado en sesiones de más de 33.200 en sujetos sanos y pacientes con enfermedades neuropsiquiátricas y ha surgido como una caja fuerte y fácil, rentable aplicación cabecera, con posible potencial terapéuti....

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Protocolo

para la investigación con animales, las pertinentes aprobaciones (país-específica) deben obtenerse antes de iniciar los experimentos. Todos los experimentos con animales divulgados aquí se realizan según la EU Directiva 2010/63/CE, la ley de protección animal alemán actualizado (" Tierschutzgesetz ") de julio de 2013 y los reglamentos de investigación animal alemán actualizada de agosto de 2013. Protocolos animales han sido aprobados por las autoridades locales " Comisión de Experimentación Animal de la Consejo Regional de Freiburg " y " Comisión de Experimentación Animal de la Universidad médica centro de Freiburg ".

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Resultados

La aplicación se describe de una puesta a punto para tES confiable repetidas en roedores alerta puede integrarse fácilmente en experimentos mecanicistas, en estudios de dosis-respuesta o experimentos incluyendo tareas conductuales. Hasta la fecha, la comparabilidad de los datos de los estudios en animales utilizando tES (no invasor) se ve dificultada por la variabilidad de las configuraciones de estimulación tES entre laboratorios y por las diferencias en los parámetros de estimulación (<.......

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Discusión

Este protocolo describe los materiales típicos y etapas del procedimiento para la realización quirúrgica de una puesta a punto permanente tES, así como para la subsecuente estimulación en roedores alerta. Durante la preparación de un roedor tES experimento, varios aspectos metodológicos (seguridad y tolerabilidad de tES, parámetro de resultado) así como los aspectos conceptuales (comparabilidad con la condición humana, efectos previstos de la estimulación en un cerebro particular región) es necesario tener en cuenta. Des.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado por la Fundación de investigación alemana (DFG RE 2740/3-1). Agradecemos a Frank Huethe y Thomas Günther por la producción propia de la tES por encargo y estimulador de la DC.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
SoftaseptN B. Braun Melsungen AG,
Melsungen, Alemania
3887138 agente antiséptico
Etanol 70 %Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Alemania T913.1
pinza de punta arqueadaFST Fine science tools, Heidelberg, Alemania11071-10
Pinza de iris, 10 cm, recta, dentadaWorld Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, EE. UU., Inc., Sarasota, FL, EE. UU. 15914
Mango de bisturí # 3, 13 cmWorld Precision Instruments, Inc., Sarasota, FL, EE. UU., 500236
Hoja de bisturí estándar # 10World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, EE. UU. Inc, Sarasota, FL, EE. UU.500239
hisopos de celulosa ZellettenLohmann und Rauscher, Neuwied, Deutschland133495 x 4 cm 
IsofluranoAbbVie Deutschland GmbH & CoN01AB06
Tijeras de iris, 11,5 cm,Straight World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, EE. UU., Inc, Sarasota, FL, EE. UU501758tijeras pequeñas
bastoncillo de algodón/bastoncillos de algodónCarl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, AlemaniaEH12.1
Pinza hemostática Rotilabo Kelly, 14 cm, StraightWorld Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, EE. UU., Sarasota, FL, EE. UU.501241pinza quirúrgica
(platino)hecho a medidaWissenschaftliche Werkstatt Neurozentrum Uniklinik Freiburg, Alemania10x6 mm, 0,15 mm de espesor
hilos de cobre aislados (~1 mm de diámetro)Reichelt elektronik GmbH & Co. KG, Sande, AlemaniaCable de electrodoLITZE BL
Weller EC 2002 M estación de soldaduraWeller Tools GmbH, Besigheim, Alemania
Iso-Core EL 0,5 mmFELDER GMBH Lö ttechnik, Oberhausen, Alemania20970510soldadura sin plomo
MERSILENE Sutura de fibra de poliésterJohnson & Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, AlemaniaR871Hsutura trenzada no absorbible, 4-0
HistoacrylB. Braun Melsungen AG,
Melsungen, Alemania
9381104cianoacrilato
Ketamin 10%Medistar GmbH, Alemanian/aanestésicos
Rompun 2% (xilacina)Bayer GmbH, Alemanian/aanestésicos
. placa de electrodo de EC2002M1D

Referencias

  1. Bikson, M., et al. Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016. Brain Stimul. 9 (5), 641-661 (2016).
  2. Bindman, L. J., Lippold, O. C., Redfearn, J. W.

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