Un procedimiento para la implantación de matrices Organizados de Microhilos para grabaciones de una sola unidad en Awake, Comportarse Animales

El objetivo general de este procedimiento es implantar con precisión matrices de microcables en las regiones cerebrales objetivo. Esto se logra midiendo y marcando primero con precisión las coordenadas en el cráneo para una craneotomía. El segundo paso del procedimiento es eliminar lentamente las capas del cráneo con un taladro dental para producir la craneotomía con precisión.

El tercer paso es colocar el conjunto de microcables de modo que pase directamente los confines del cráneo y esté al nivel del cráneo. El paso final es bajar lentamente la matriz hasta que alcance su objetivo. En última instancia, los resultados pueden mostrar que las matrices de microcables se implantaron.

El uso de este procedimiento puede dirigirse a subregiones discretas del cerebro y producir un alto rendimiento neuronal, que se puede mantener durante grabaciones longitudinales. Las matrices de microcables permiten a los neurocientíficos examinar los patrones de disparo de neuronas individuales con una alta especificidad espacial y temporal, ya sea que se usen solas o en combinación con otras técnicas. Las grabaciones de una sola unidad de las matrices de Microwire proporcionan información sobre el procesamiento de la información del cerebro.

El registro de las señales neuronales durante el comportamiento es crucial para comprender la función cerebral. Mi laboratorio ha utilizado la electrofisiología de una sola unidad para estudiar procesos normales como el mapeo somatotópico, el aprendizaje motor, así como procesos patológicos como la enfermedad de Parkinson y la adicción a las drogas. La electrofisiología in vivo es una habilidad altamente especializada que se tarda años en dominar.

La demostración visual de esta técnica reduce el tiempo necesario para realizar adecuadamente la cirugía. Después de anestesiar al animal con pentobarbital, administre atropina, nitrato de metilo y penicilina para mantener la función respiratoria y prevenir la infección. Verifique el estado anestesiado utilizando la prueba de pellizco de cola antes de proceder según sea necesario.

Administre inyecciones alternas de ketamina, clorhidrato y pentobarbital de sodio para mantener la anestesia durante toda la cirugía. A continuación, afeita el cuero cabelludo con una hoja de bisturí número 22, seguida de povidona yodada. Use cuatro inyecciones subcutáneas de bupivacaína para anestesiar localmente el cuero cabelludo.

Espere de cinco a 10 minutos para que el anestésico local haga efecto. A continuación, aplique un lubricante oftálmico en los ojos y asegure al animal en las barras de la oreja y la pinza nasal de un aparato estereotáxico a ojo. Lleve la cabeza del animal a una posición aproximadamente nivelada.

Luego, use un bisturí para hacer una incisión a lo largo de la línea media del cuero cabelludo. La incisión debe extenderse desde la porción posterior del hueso nasal hasta justo detrás de las orejas. Con una espátula de disección, limpie el cráneo de todo el tejido restante hasta que se hayan alcanzado las crestas laterales del cráneo y la cresta posterior del cráneo.

Tire de la piel alrededor de la incisión con unos seis hemostáticos. Luego, limpia la sangre del cráneo y deja que se seque para que el acrílico dental pueda adherirse a él más tarde. A continuación, utilizando un microscopio de disección, marque el BMA y la lambda interpolando la intersección de las suturas del cráneo.

Coloque un pequeño objeto puntiagudo como una broca dental en un brazo estereotáxico y bájelo para determinar la coordenada ventral dorsal de bgma y lambda. A continuación, ajuste la pinza nasal hasta que las coordenadas DV para bgma y lambda estén dentro de las 100 micras entre sí. Una vez nivelado, registre las coordenadas de bgma junto con la posición de la pinza nasal.

Verifique dos veces estas coordenadas, la cirugía depende de ellas. Ahora utilice las coordenadas medidas para calcular las coordenadas lateral media y anterior posterior para las cuatro esquinas de la craneotomía en relación con el torema. Usando los cálculos, marque las esquinas del cráneo con un accesorio estereotáxico puntiagudo que haya sido recubierto con tinta negra.

Ahora, perfora la ventana del cráneo quitando el hueso en una serie de pequeñas capas. Comience perforando las esquinas marcadas de la ventana donde se han colocado las marcas. A continuación, conecta las esquinas y delinea la ventana.

Finalmente, despeje el área dentro del contorno hasta la profundidad de la duramadre. El orificio debe ser biselado ensanchándose por debajo de las capas superficiales del cráneo. Con el uso de micropinzas, retire con cuidado cualquier resto de astillas de hueso, desechos o duramadre dentro de la ventana del cráneo.

Esto es extremadamente importante, ya que los residuos pueden comprometer la integridad de la matriz durante la implantación. Una vez despejada, la ventana debe mantenerse húmeda con solución salina estática bacteriana. Para el resto de la cirugía, comience la implantación marcando la ubicación para colocar cinco tornillos de cráneo y un cable de tierra.

Idealmente, cada tornillo debe estar en un hueso del cráneo diferente. Sin embargo, las ubicaciones no pueden interferir con la ubicación de la matriz. A continuación, taladre los agujeros para los tornillos de la calavera y asegure los tornillos en su lugar.

Baje los tornillos hasta que se vean tres o cuatro roscas lo suficientemente profundas como para atravesar el grosor del cráneo. Después de la colocación, limpie las roscas de los tornillos. Ahora taladre un agujero para el cable de tierra y baje el cable lentamente durante uno o dos minutos en la coordenada DV objetivo. Fije el alambre en su lugar con acrílico dental.

A continuación, añade acrílico alrededor de las roscas de los tornillos del cráneo antes de que se seque. Retire cualquier exceso de acrílico del cable de tierra o de los tornillos de cráneo. Espere 15 minutos para que el acrílico dental se seque.

Mientras tanto, conecte la matriz al brazo estereotáxico. Nivele la matriz y oriéntela de modo que pase directamente a través de los confines de la ventana del cráneo. Cuando el acrílico esté seco, llene completamente la ventana del cráneo con solución salina biológica.

A continuación, baje la matriz hasta que se cree un hoyuelo en la solución salina. Esta coordenada se utiliza como nivel de cráneo para la matriz. Utilice este valor para calcular la coordenada DV final de la matriz.

Baje la matriz lentamente hasta el dv final. Coordine detenerse y esperar unos minutos. Con cada milímetro recorrido, la solución salina estéril disolverá el polietilenglicol en la matriz que mantiene temporalmente los cables en su confirmación.

Cuando la matriz esté a solo un milímetro del objetivo, bájela más lentamente hasta el destino final a intervalos de un décimo milímetro. Cuando la matriz esté en su lugar, deje que el tejido descanse durante cinco minutos. Después del resto, disuelva la clavija restante aplicando más solución salina.

A continuación, utilice acrílico dental para cementar los micro alambres en su lugar. Agrega varias capas de acrílico y deja que se endurezcan de 15 a 20 minutos. A continuación, construya el resto de la etapa de la cabeza del animal con acrílico dental en caso de que el cráneo atornille el cable de tierra y el conector para los microcables.

Consulte el protocolo de texto para los procedimientos postoperatorios. A continuación, retire el animal de las barras de las orejas y colóquelo en un área limpia. Observe al animal con frecuencia hasta que se hayan recuperado la regulación térmica y la locomoción.

Una vez recuperado de la anestesia, traslade al animal a un alojamiento individual. Supervise la recuperación del animal durante siete o más días y administre inyecciones de carprofeno y enro. La floxacina según lo recomendado por el veterinario tratante, puede que la descarga neural medida de una matriz de microcables implantada se correlacione con eventos conductuales.

Por ejemplo, se midió la activación tónica de esta célula en el núcleo accumbens que se muestra en los compartimentos 32 mientras el animal se autoadministraba cocaína. Observe que la célula se inhibe a medida que aumenta el nivel corporal de cocaína del animal. Sin embargo, la célula vuelve a su velocidad de disparo original.

A medida que la cocaína cae después de que las contingencias de autoadministración han terminado. Al intentar este procedimiento, es importante recordar comprobar la precisión de la ventana de la calavera y verificar la alineación de la matriz para garantizar la precisión del objetivo. No olvide que las matrices micro I son particularmente delicadas y que la integridad de la matriz es fundamental para una implantación adecuada.

Se debe tener cuidado con los pacientes y al manipular la unidad individual de borrado. El registro se puede combinar con muchas otras técnicas como la inmunohistoquímica o la optogenética. Cuando estas combinaciones se combinan con un paradigma conductual apropiado, pueden revelar una visión profunda de las complejidades de la función cerebral.