Name: La implantación quirúrgica de electrodos neuronales crónicas para registrar la actividad y señales de una sola unidad electrocorticográfica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-24T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 26 s
Description: Aprende a implantar electrodos neuronales crónicos en modelos de roedores para registrar actividad electrofisiológica en animales despiertos. Esta técnica quirúrgica mejora la calidad de datos en neurociencia del comportamiento.

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Este trabajo fue financiado por el Centro de Tecnología de Comunicación Neural (CNCT), un Centro de Recursos P41 financiado por el Instituto Nacional de Bioingeniería e Imágenes Biomédicas (NIBIB, P41 EB002030) y apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH). Los autores desean agradecer a Río Vetter de las Tecnologías de NeuroNexus para el desarrollo de técnicas quirúrgicas, y Paras Patel, de la Universidad de Michigan para la elaboración de la lista de los equipos utilizados durante las cirugías.

1. Procedimientos previos a los implantes (común) <ol><li> Afeitarse la parte superior de la cabeza del animal de entre los ojos para así detrás de las orejas. Use un cortaúñas eléctricos barbero para afeitar la cabeza. Frote la cabeza por primera vez con alcohol isopropílico, y luego betadine (repetir 3 veces). Aplicar lubricante ocular. </li><li> Montar el animal en los bares del oído estereotáxicas. Dirija la punta de la barra fija del oído estereotáxica a la derecha en el conducto auditivo de la oreja derecha del animal moviendo los lados de la cabeza contra el canal. El cuidado extremo se debe tomar para asegurar que cada punta de la oreja-bar está bien colocado en el conducto auditivo. A continuación, pulse la barra de aflojar la oreja izquierda en el conducto auditivo y aplicar una ligera presión hacia el interior. Agarre el hocico del animal y mueva hacia atrás y con firmeza hacia atrás. Si el animal está montado correctamente la cabeza se sentirá rígidamente montado. </li></ol> 2. Pre-implantación Cirugía (común) <ol><li> Con un par de tijeras finas, cortar dos circ medioles de la hacia fuera la línea media, la eliminación parcial del cuero cabelludo </li><li> Raspe y eliminar el tejido conectivo periostio que se adhiere al hueso. Raspando con un borde romo como el lomo de una hoja de bisturí o la punta de un hisopo de algodón estéril minimizar el sangrado debido a los capilares será aplastado en lugar de cortar sin problemas. A controlar el sangrado del hueso con cera ósea o una plancha de cauterización. </li><li> Desinfectar y limpiar la superficie del hueso utilizando peróxido de hidrógeno. Seque el hueso para que las suturas craneales más claramente visible. El bregma y lambda puntos deben tenerse en cuenta y se utiliza para nivelar la cabeza. La ubicación de craneotomía y el implante de electrodo debe medirse con respecto a Bregma y pueden ser temporalmente marcado con un lápiz o mediante la perforación superficial en la superficie. La ubicación craneotomía dependerá de los objetivos de la experimentación del estudio (es decir, del motor, los experimentos sensoriales) 1. </li><li> Taladre orificios para tornillos en el hueso y colocar el suelo y estabilizar stripulaciones. Siempre use acero inoxidable o de tornillos de titanio. Joyero pequeño tornillos (por ejemplo # 2-56, o 00-80 #) con que muchos hilos por pulgada como sea posible es deseable. </li></ol> 3. Procedimientos de electrodos del implante de silicona <ol><li> Perforar la craneotomía tras el implante de tornillos. Haga cuatro marcas superficiales piloto de las esquinas de la craneotomía. Utilizando marcas piloto como una guía taladrar el perímetro de la craneotomía. Retire la masa del centro del hueso que no fue perforado con un par de pinzas robustas. El borde de la craneotomía abierta puede ser necesario limpiar con más perforaciones. Piezas delgadas de hueso puede ser cortada con un par de microrongeurs. Planee su cirugía con cuidado para evitar los grandes vasos sanguíneos, tales como el seno sagital, que pueden aparecer dentro de 0,5 mm de la sutura línea media longitudinal 1. La punción del seno sagital puede causar sangrado abundante. Duramadre expuesta debe mantenerse hidratado con aCSF o solución salina. </li><li> Para perforar la duramadretendrá que forma un pequeño gancho con una aguja hipodérmica estéril de calibre pequeño (por ejemplo, &lt;calibre 28). Tomar el bisel de la aguja y presione contra una superficie plana firme (tal como la parte plana de un bisturí) inclinando ligeramente para formar una curva de 90 grados en el punto. Utilizar el gancho para coger la superficie de la duramadre, y levante hacia arriba desde la superficie del cerebro. La duración se puede cortar con tijeras micro o puede desgarrarse con los movimientos laterales del gancho de la duramadre. Tenga cuidado para evitar los vasos sanguíneos en la superficie del cerebro cuando se utiliza el gancho duramadre. Usted debe notar CSF escapen cuando se reseca y dura una diferencia en el color de la superficie de la duramadre. </li><li> Cuidado de instalar el cable de tierra del electrodo de silicio alrededor de la base del tornillo de tierra, y el tacto en su sitio con cemento dental. Los electrodos de silicio se debe colocar con cuidado para que los conductores de los cables electrodos se arqueaba sobre la craneotomía. </li><li> Los implantes se colocan mediante un motor lineal del actuador placed en un aparato estereotáxico. Para fijar el electrodo a la inserción del dispositivo, polietileno glicol (PEG) se calienta con un soldador y se aplicó a la inserción del vástago y el electrodo de registro. </li><li> Con el electrodo asegurado, de forma manual bajar la punta del electrodo a la ubicación deseada estereotáxica en la superficie del cerebro. </li><li> Mediante la interfaz de software para el actuador lineal, mover el electrodo en la profundidad deseada dentro del tejido cerebral. </li><li> Fijar el electrodo de registro en el cerebro uniendo PEG de un tornillo adyacente al cable de electrodos. Ahora puede retirar el electrodo del dispositivo de inserción mediante la adición de solución salina para disolver el PEG unido. Levante el dispositivo de inserción fuera de la craneotomía y repita para cada electrodo. </li><li> Cubra la craneotomía expuesto con Gelfoam empapado de solución salina. Un polímero de silicona se utiliza entonces para cubrir el cable de electrodos y protegerlo de la acrílico dental. Coloque el conector en la finalubicación, a continuación, aplicar acrílico dental para hacer un casquete robusto. </li></ol> 4. MicroECoG Procedimientos de electrodos del implante <ol><li> La implantación del electrodo microECoG implicará una craneotomía un poco más grande. Para un dispositivo de 5 x 5 mm, un 6 x 6 mm craneotomía debe ser hecha. Antes de perforar la craneotomía, curable por UV acrílico dental se aplica a la periferia del sitio craneotomía mientras que todavía está seco y no en peligro de tocar la duramadre o PIA. </li><li> Un taladro quirúrgico estéril se utiliza con una rebaba # 107 para perforar la superficie del hueso en la forma general de la craneotomía. Cuanto más pequeño # 106 rebaba puede entonces ser utilizada para taladrar el resto del hueso hacia abajo a una capa fina transparente. Rongeurs entonces será capaz de levantar el trozo restante de los huesos. El microECoG se puede implantar por vía epidural o subdurales. Una vez más, mantener la duramadre bien hidratado con LCR artificial o solución salina. </li><li> Con el fin de implantar el microECoG, colocar un brazo estereotáxica en la OPEcráneo n, y asegurar el electrodo al brazo con cinta estéril. El electrodo de ahora se puede bajar hacia abajo en la craneotomía. Asegúrese de que los sitios de los electrodos estén hacia abajo y se toma contacto con la duramadre o superficie pial. Si se mantiene húmeda, el electrodo debe deslizarse sobre el tejido y se quedará en su lugar. </li><li> El cable de tierra está conectado al tornillo de tierra por envolver alrededor de al menos tres veces sobre sí misma y bajo. El tornillo de tierra puede ser cualquier tornillo que ha entrado en contacto con la duramadre. El alambre de referencia también puede ser atado al tornillo de referencia de la misma manera. </li><li> Pequeñas piezas de Gelfoam empapado salina debe ser colocado alrededor del electrodo donde hay duramadre o PIA expuesta. Una pequeña cantidad de solución salina Gelfoam empapado también debe cubrir la parte superior del electrodo de película delgada. Curable UV acrílico dental puede aplicarse a la parte superior de la Gelfoam y se puede utilizar para crear una tapa del cabezal estable. El acrílico es aplicada directamente a la delgada película de cable Covering hasta que el conector se alcanza. Tenga cuidado de no cubrir más allá de la parte inferior de la tapa del conector. </li><li> Por otra parte, la implantación de la microECoG en 4.3 puede ser seguida inmediatamente por la implantación de una matriz de microelectrodos de silicio (pasos 3,2-3,6) a través de pequeños agujeros que se fabrican en el sustrato microECoG. Esto permite el registro simultáneo de las dos unidades individuales a distintas profundidades, junto con grabaciones de alta resolución de campo de la superficie del cerebro circundante. </li></ol> 5. La recuperación postoperatoria <ol><li> Después de que el cemento ha endurecido completamente, suturar la piel con fuerza alrededor de la cabeza la tapa y sacar el animal del marco estereotáxico. </li><li> Aplique polvo antiséptico o ungüento antibiótico copiosamente alrededor de la herida. Si hay algún sangrado de los oídos, y colocar un poco de antibiótico en el canal auditivo. </li><li> Mantener al animal caliente como los barbitúricos evitar que el animal mantiene su calor corporal. Casa each crónicamente implantados animal en una jaula aparte. Por lo general tarda de cuatro a siete días para que el animal pueda recuperarse completamente de la cirugía. </li></ol> 6. Los resultados representativos Un electrodo con éxito la cirugía de implantes de silicona se han registrando los sitios con impedancias que miden entre 500kOhm-2MOhm, y de película delgada electrodos entre 10kOhm-50Kohm (a 1 kHz). La señal neuronal se puede comprobar inmediatamente después de la cirugía también. Debería ser capaz de ver los picos en los electrodos implantados y ver oscilaciones lentas de onda en el electrodo de película delgada superficie (Figura 1). <img src="/files/ftp_upload/3565/3565fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Los resultados representativos de la actividad de unidad y las oscilaciones ECOG. A) Ancho de banda de datos de 6 canales simultáneamente grabadas de un electrodo implantado crónica de silicio en el neocórtex. Tenga en cuenta que los picos de frecuencia puede verse a través de los sitios de grabación. b) EOscilaciones CoG de 6 canales de un 16-canal de película delgada matriz de electrodos uECoG en la superficie del cerebro. La media de las 16 señales fueron retirados de cada línea (promedio de referencia común), y 500 Hz, filtro digital de paso bajo se aplica.

<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 es uno de los dueños de las Tecnologías de NeuroNexus.

Hay un interés creciente en el uso de interfaces multicanal intracortical y la superficie de grabación para la investigación de la función cerebral 2, proporcionando microestimulación 3, o señales de control para sistemas de neuroprosthetic 4,5. Los métodos descritos en este video se muestra cómo implantar sistemas de electrodos penetrantes crónicas y la superficie. Mientras que otros sistemas de silicio crónicas de electrodos existen 6, nos hemos centrado en la implantación de electrodos planos desarrollados por NeuroNexus Tecnologías de 7,8. Las técnicas para la implantación de otros sistemas de electrodos puede variar considerablemente. De los pasos quirúrgicos descritos, el montaje del animal en las barras del oído estereotáxicas puede ser la más difícil y el paso más importante para determinar la precisión de la colocación de los electrodos implantados. El cuidado extremo se debe tomar, por lo tanto, suponer que cada punta de la oreja-bar está bien colocado en el conducto auditivo. Después de Assurana vez que la punta de la oreja-bar se encuentra en el conducto auditivo de la oreja derecha del animal, liberar el cuello del animal con la mano derecha, mientras que el dedo pulgar izquierdo y el dedo índice continuará apoyando la cabeza y aplicar la presión de la cabeza contra la punta de la oreja-bar. Con la mano derecha, presione la barra suelta la oreja izquierda en el conducto auditivo y aplicar una ligera presión hacia el interior. Mueva el lado izquierdo de la cabeza del animal hacia abajo y hacia adelante y alrededor de todo hasta que pueda sentir la oreja izquierda-barra de deslizamiento punta en el conducto auditivo. Con la mano derecha, seguir aplicando la presión en la barra de la oreja izquierda. Suelte la cabeza del animal y, con la mano izquierda ahora libre, apriete el tornillo de la barra de la oreja izquierda.

<table border="1"><tbody><tr><td> Equipo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Tornillo de hueso - # 2-56 x 3/16, Phillips de cabeza plana, 18-8 S / S </td><td> BoltDepot </td><td> 7650 </td><td></td></tr><tr><td> Tornillo de hueso - # 2-56 x 1/8, Phillips de cabeza plana, 18-8 S / S </td><td> BoltDepot </td><td> 9617 </td><td></td></tr><tr><td> Tanque de Oxígeno grande - K Tamaño </td><td> Los gases criogénicos </td><td> OXKME </td><td></td></tr><tr><td> Pequeño tanque de oxígeno - Tamaño E </td><td> Los gases criogénicos </td><td> OXYE-AL </td><td></td></tr><tr><td> Vannas-Tubinga primavera Tijeras - 2,5 mm de la hoja, en ángulo </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 15002-08 </td><td></td></tr><tr><td> Dumont # 5 Pinza de teflón </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 11626-11 </td><td></td></tr><tr><td> Dumont # 5 Pinza Dumostar </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 11295-10 </td><td></td></tr><tr><td> Estudiante Vannas primavera Tijeras </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 91500-09 </td><td></td></tr><tr><td> Pinza Adson </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 11006-12 </td><td></td></tr><tr><td> Friendman-Pearson Ronqeur, Curvo </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 16221-14 </td><td></td></tr><tr><td> Iris Tijeras - ToughCut </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 14058-11 </td><td></td></tr><tr><td> Vannas-Tubinga primavera Tijeras - Hoja de 5 mm, recto </td><td> Fine Ciencia Herramientas </td><td> 15003-08 </td><td></td></tr><tr><td> Mango de bisturí </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 10003-12 </td><td></td></tr><tr><td> Caja de esterilización de plástico </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 20810-02 </td><td></td></tr><tr><td> Regla de acero inoxidable </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 30086-15 </td><td></td></tr><tr><td> Sonda y Espátula - 14cm rectas </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 10090-13 </td><td></td></tr><tr><td> Pinza hemostática recta </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 13002-10 </td><td></td></tr><tr><td> Hemostato curvado </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 13003-10 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Micro Drill Sta.Las rebabas inless de acero - 0,7 mm </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 19008-07 </td><td> Paquete de 10 </td></tr><tr valign="bottom"><td> Micro taladro de acero inoxidable Cuchillas - 0,5 mm </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 19007-05 </td><td> Paquete de 10 </td></tr><tr valign="bottom"><td> Tornillos autorroscantes de hueso - 1.17mm (diámetro) - 4,7 mm (longitud) </td><td> Herramientas de Bellas Ciencia </td><td> 19010-00 </td><td> 100/pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> Lágrimas artificiales </td><td> Pescador </td><td> NC9860842 </td><td> Cada </td></tr><tr valign="bottom"><td> Betadine </td><td> Pescador </td><td> 19-066452 </td><td> Botella </td></tr><tr valign="bottom"><td> F-AIR Filtros de Carbón </td><td> Pescador </td><td> NC9112250 </td><td> Bote </td></tr><tr valign="bottom"><td> Aplicador con punta de algodón, no estéril </td> &lt;td&gt; Servicios Materiel </td><td> 1104 </td><td> 10Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Gasas 2 &quot;x 2&quot; </td><td> Servicios de material </td><td> 1630 </td><td> 25Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Punta de la aguja, 23 GA x 1 &quot; </td><td> Servicios de material </td><td> 39412 </td><td> Vendido por caso </td></tr><tr valign="bottom"><td> Punta de la aguja, 27 x 1,25 GA &quot; </td><td> Servicios de material </td><td> 25251 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Punta de la aguja, de 30 x 0,5 GA &quot; </td><td> Servicios de material </td><td> 22023 </td><td> 10Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Ungüento, 0,6 g Triple Antibiótico </td><td> Servicios de material </td><td> 2528 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Bolsa, Self Seal esterilización Pouche<html> s, 3,5 &quot;x 8&quot; </td><td> Servicios de material </td><td> 1023 </td><td> 10Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Solución Ringer 1000ml </td><td> Servicios de material </td><td> 5263 </td><td> 12Bag/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Hoja de bisturí estéril desechable No. 15 </td><td> Servicios de material </td><td> 1975 </td><td> 3Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Sutura de nylon con aguja w/P-3, 5-0, 18 pulgadas. </td><td> Servicios de material </td><td> 4618 </td><td> 12/caja </td></tr><tr valign="bottom"><td> Underpad, desechable 23 &quot;x 36&quot; </td><td> Servicios de material </td><td> 2545 </td><td> 15Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Lubricante, Jalea quirúrgico estéril </td><td> Servicios de material </td><td> 2538 </td><td> 12Box/Case </td></tr>&quot;&gt; <td> Absorbible espuma de gel 2cmx6cmx7mm </td><td> Servicios de material </td><td> 3107 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Seis piezas de este conjunto-Tornillo Juego de destornilladores </td><td> Nacional de Joyeros Suministros </td><td> ETSCR98001 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Kwik Sil Adhesivo </td><td> IPM </td><td> KWIK-SIL </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Kwik Tubos Sil </td><td> IPM </td><td> 600009 </td><td></td></tr><tr valign="top"><td> Electrodos crónicos de silicio de 16 a 64 sitios </td><td> NeuroNexus Tecnologías </td><td> Varía el diseño de la sonda </td><td></td></tr><tr valign="top"><td> Crónicas electrodos delgados película superficial (microECoG) de 16 a 32 sitios </td><td> NeuroNexus Tecnologías </td><td> Varía el diseño de la sonda </td><td>&nbsp;
 </td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

la implantación quirúrgica de electrodos neuronales crónicas para registrar la actividad y señales de una sola unidad electrocorticográfica

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

El éxito de largo plazo registros electrofisiológicos frecuencia depende de la calidad de la cirugía de implantación. Aquí le ofrecemos información útil para los cirujanos que están aprendiendo el proceso de implantación de sistemas de electrodos. Se demuestra el procedimiento de implantación de ambos un penetrante y un electrodo de superficie. El proceso quirúrgico se describe de principio a fin, incluyendo descripciones detalladas de cada paso durante todo el procedimiento. También hay que señalar que esta guía de vídeo está enfocada hacia los procedimientos llevados a cabo en modelos de roedores y otros modelos de animales pequeños. Las modificaciones de los procedimientos descritos son factibles para otros modelos animales.

Nos proporcionan información útil para los cirujanos que están aprendiendo el proceso de implantación de electrodos de registro crónicas neuronales. Las técnicas para sistemas de electrodos tanto penetrantes y la superficie se describen en un modelo animal roedor.

La implantación quirúrgica de electrodos neuronales crónicas para registrar la actividad y señales de una sola unidad electrocorticográfica

El éxito de los registros electrofisiológicos a largo plazo a menudo depende de la calidad de la cirugía de implantación. Aquí proporcionamos información útil para...

El objetivo general de este procedimiento es implantar un electrodo para grabaciones electrofisiológicas crónicas. Esto se logra primero anestesiando y preparando al animal para la cirugía. Una vez listo, se realiza una incisión a lo largo de la línea media y se expone la parte superior del cráneo.A continuación, se perforan orificios para colocar tornillos y se realiza una craneotomía. Finalmente, se implanta el electrodo y se construye una tapa protectora con acrílico dental. Una vez finalizado, los electrodos se conectan a un sistema de adquisición de señales, y se pueden realizar grabaciones de señales electrofisiológicas, incluyendo potenciales de acción y potenciales de campo locales.La principal ventaja de las grabaciones crónicas de electrofisiología es que nos permite estudiar animales despiertos y en comportamiento, libres de anestesia. Este enfoque podría ayudarnos a responder preguntas clave en neurociencia que son difíciles de determinar mediante cirugías agudas, como el aprendizaje y la memoria, la atención, la toma de decisiones y mucho más. Las cirugías de hoy serán realizadas por Sarah Nik y Colin Stetner. Tras inducir un estado quirúrgico de anestesia en el animal, confirmado por la ausencia de un reflejo de dolor mediante un pellizco en el dedo del pie, prepare al animal para la cirugía.Afeite al animal desde entre los ojos hasta detrás de las orejas, luego aplique un lubricante en los ojos. A continuación, limpie la zona afeitada tres veces, alternando entre Isop profile, alcohol y Betadine. Conecte los dispositivos de medición y coloque al animal en barras estereotáxicas para orejas.Ahora, coloque cuidadosamente la punta de cada barra auricular en la unidad auditiva ATU primero desplazando al animal para posicionar la primera barra auricular, y segundo, aplicando una ligera presión hacia adentro para guiar la segunda barra auricular. Sujete al animal detrás de las orejas y mueva suavemente hacia adelante y hacia atrás con firmeza. Si el animal está montado correctamente, la cabeza se sentirá rígida y asegurada.Vuelva a esterilizar el cráneo con un escalpelo y realice una incisión a lo largo de la línea media. Utilice pinzas para separar la piel empleando hisopos estériles. Retire el tejido conectivo subyacente que se adhiere al hueso.La punta del hisopo puede absorber y minimizar el sangrado. En este punto, se pueden reposicionar las pinzas hacia el tejido debajo de la piel, desinfectar y limpiar la superficie del hueso utilizando peróxido de hidrógeno. Luego, seque el hueso utilizando una gasa, y con los puntos BMA y lambda, se utiliza una torre estereotáxica para identificar la posición de perforación de la craneotomía.Un bolígrafo o una perforación superficial marcará la superficie. Ahora perfore orificios para los tornillos en el hueso para anclar los tornillos de sujeción y coloque los tornillos de tierra alrededor del perímetro, situando el tornillo de tierra posterior a Lambda. Deje el área adyacente a la craneotomía libre de tornillos.Después de implantar los tornillos, realice la craneotomía comenzando por hacer cuatro marcas piloto poco profundas para las esquinas de la craneotomía, seguido de perforar el perímetro de la craneotomía. Si es posible, evite el seno sagital porque puede provocar una hemorragia extensa. Ahora, retire el hueso central con un par de pinzas resistentes y humedezca la duramadre expuesta con LCR artificial o solución salina.Un pequeño gancho de 90 grados hecho con una aguja hipodérmica de calibre 28 o más pequeño, evitando los vasos sanguíneos. Enganche la superficie de la duramadre y levántela del cerebro. Utilice tijeras microquirúrgicas para recortar cualquier tejido conectivo.El LCR se filtrará cuando se reseccione la duramadre. Fije el actuador lineal motorizado a un aparato estereotáxico. Conecte cuidadosamente el cable de tierra del electrodo de silicio alrededor de la base del tornillo de tierra.El electrodo se coloca de manera que los cables queden suspendidos sobre la craneotomía. A continuación, fije el electrodo de grabación al dispositivo de inserción con PEG calentado. Luego, baje manualmente la punta del electrodo hasta la ubicación estereotáxica deseada sobre la superficie del cerebro.Utilizando la interfaz de software del actuador lineal, mueva el electrodo a la profundidad deseada dentro del tejido cerebral. Sujete el cable del electrodo de grabación al cerebro fijándolo a un tornillo adyacente con sellador rápido. Una vez asegurado, retire el electrodo del dispositivo de inserción disolviendo la conexión de PEG con solución salina.Eleve el dispositivo de inserción desde el cerebro. Cuando haya terminado, cubra la craneotomía expuesta con solución salina, espuma de gel o un gel de alginato, y aplique un polímero de silicona para cubrir y proteger cada cable de electrodo. Aplique acrílico para asegurar el sitio del implante y permita que se endurezca.A continuación, coloque el conector en su ubicación final y aplique acrílico dental para crear una corona cefálica resistente. Deje que el cemento se endurezca. Luego, continúe con la sección titulada Recuperación postoperatoria.Para la implantación de un dispositivo de cinco por cinco milímetros, prepare una craneotomía de seis por seis milímetros entre Lambda y Bgma para reducir el tiempo que permanece abierta la craneotomía y mantenerla limpia. Aplique un acrílico dental curable por UV alrededor periférico seco de la tapa y del sitio de craneotomía antes de perforar. Ahora, utilice una fresa 1 0 7 para eliminar la superficie ósea con la forma general de la craneotomía, hasta dejar una capa delgada y transparente, seguida de una fresa número 1 0 6.Para terminar de adelgazar los bordes, retire la pieza restante de hueso utilizando fórceps. Mantenga la duramadre bien hidratada con LCR artificial o gel espuma salino. De lo contrario, el electrodo no se deslizará dentro del tejido.Utilizando cinta estéril, fije el electrodo micro ECOG al estereotáxico. Colóquelo sobre el cráneo abierto. Baje el electrodo, asegurándose de que las superficies del electrodo estén orientadas hacia abajo para contactar la duramadre o las superficies de la cáscara.Ahora coloque pequeños trozos de espuma de gel empapada en solución salina alrededor del electrodo en las zonas donde esté expuesta la duramadre o el hueso, y sobre el electrodo de película delgada. Luego estabilice la tapa del cabezal aplicando acrílico dental curable con luz UV sobre la espuma de gel y hasta el conector. Tenga cuidado de no cubrir el conector más allá de la base de la tapa.Deje los tornillos descubiertos y accesibles para los cables. Una vez que la tapa esté estable, corte la cinta y retire la torre. Conecte el cable de tierra a cualquier tornillo que toque la dura envolviéndolo alrededor del tornillo al menos tres veces sobre y bajo sí mismo.Luego, conecte el cable de referencia a otro tornillo de la misma manera. Finalmente, se termina la tapa con algo de acrílico adicional. Una vez que el cemento haya endurecido, el sitio quirúrgico estará listo para el cierre.Para comenzar la recuperación posoperatoria, retire al animal del marco. Mantenga al animal caliente y proporcione oxígeno suplementario hasta que el animal pueda mantener independientemente niveles normales de oxígeno. Aloje a cada animal con implante crónico en una jaula separada.Por lo general, tarda de cuatro a siete días en que el animal se recupere completamente de la cirugía. Un implante exitoso tendrá impedancias predecibles medidas a un kilohercio inmediatamente después de la cirugía. La señal neural muestra picos en los electrodos implantados y oscilaciones de onda lenta en el electrodo de superficie de película delgada.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar cirugías crónicas con práctica. Debería ser capaz de completarla en un par de horas.

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Este video muestra un protocolo para implantar electrodos electrocorticográficos en la corteza cerebral del ratón para registrar señales eléctricas en respuesta a virus adenoasociados que se dirigen y manipulan la expresión de cofilina.

Implantación de electrodos en la corteza de un ratón para registros electrocorticográficos

Este video muestra el método de implantar un sistema de electrodos en la cabeza en una rata anestesiada para la detección de convulsiones en tiempo real. El procedimiento incluye la colocación de electrodos de estimulación y registro, su fijación con cemento dental y su conexión a un amplificador montado en la cabeza.

Implantación de un sistema de electrodos en la cabeza en un modelo de rata para la detección de convulsiones en tiempo real

Diferentes recubrimientos de electrodos afectan al rendimiento de grabación neural a través de cambios en las propiedades electroquímicas, químicas y mecánicas. Comparación de los electrodos in vitro es relativamente simple, sin embargo la comparación de la respuesta in vivo típicamente se complica por las variaciones en la distancia de los electrodos / neurona y entre animales. Este artículo proporciona un método robusto para comparar electrodos de grabación neural.

Un método para Sistemática Electroquímica y electrofisiológico Evaluación de Neuronales Grabación Electrodos

Los pacientes implantados con electrodos intracraneales proporcionan una oportunidad única para registrar los datos neurológicos de múltiples áreas del cerebro mientras el paciente lleva a cabo tareas de comportamiento. A continuación, presentamos un método de grabación de los pacientes implantados que pueden ser reproducibles en otras instituciones con acceso a esta población de pacientes.

Realización de tareas de comportamiento en sujetos con intracraneales Electrodos

Hemos diseñado un procedimiento en el que un cadáver humano formaldehído-fija se utiliza para ayudar a los neurocirujanos en formación para la implantación de arreglos de microelectrodos en el Neocórtex del cerebro humano.

Formación quirúrgica para la implantación de microelectrodos Neocortical matrices usando un modelo de cadáver humano formaldehído-fija

Este protocolo detallado describe la colocación del electrodo de estimulación transcraneal en el hueso temporal para investigar los efectos a corto y largo plazo de la estimulación eléctrica transcraneal en mover libremente las ratas.

Estimulación eléctrica transcraneal crónica y grabación Intracortical en ratas

Hemos desarrollado una gama de electrocorticográfica todo cortical para el tití común que continuamente cubre casi toda la superficie lateral de la corteza, de los polos frontal y occipital polo a lo temporal. Este protocolo describe un procedimiento de implantación crónica de la matriz en el espacio epidural del cerebro tití.

Implantación crónica de todo cortical matriz electrocorticográfica en el tití común

A continuación se describe un método para la implantación de múltiples matrices de electrodos de polímeros en regiones cerebrales anatómicamente distantes para la grabación electrofisiológica crónica en ratas que se mueven libremente. La preparación y la implantación quirúrgica se describen en detalle, con énfasis en los principios de diseño para guiar la adaptación de estos métodos para su uso en otras especies.

Implantación Crónica de Múltiples Matrices de Electrodos Flexibles de Polímeros

Aquí, presentamos un método para la evaluación del rendimiento y la seguridad a largo plazo de las matrices de electrodos subdurales blandos en un modelo minipig, describiendo el método y las herramientas quirúrgicas, las imágenes de resonancia magnética postoperatoria, la electrofisiología de la corteza auditiva, las propiedades electroquímicas del implante y la inmunoquímica postmortem.

Implantación de matrices de electrocorticografía blanda subdural (ECoG) y registro cortical a largo plazo en minipigs

Aquí, presentamos un sistema de implante de sonda liviano y rentable para electrofisiología crónica en roedores optimizado para la facilidad de uso, la recuperación de la sonda, la versatilidad experimental y la compatibilidad con el comportamiento.

El implante DREAM: un sistema de implantes ligero, modular y rentable para la electrofisiología crónica en ratones de cabeza fija y de comportamiento libre

Aprende a implantar electrodos neuronales crónicos en modelos de roedores para registrar actividad electrofisiológica en animales despiertos. Esta técnica quirúrgica mejora la calidad de datos en neurociencia del comportamiento.

La implantación quirúrgica de electrodos neuronales crónicas para registrar la actividad y señales de una sola unidad electrocorticográfica (Video) | JoVE Journal

La implantación quirúrgica de electrodos neuronales crónicas para registrar la actividad y señales de una sola unidad electrocorticográfica

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