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Effets de la stimulation cérébrale profonde sur l’activité neuronale de l’hippocampe dans un modèle de rat

29 août 2025

Dans cet article

Résumé

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Source : Selvakumar, T., et al., Analyse des changements d’expression génique dans l’hippocampe du rat après une stimulation cérébrale profonde du noyau thalamique antérieur. J. Vis. Exp. (2015)

Cette vidéo montre la procédure d’implantation d’électrodes dans le cerveau du rat pour appliquer une stimulation cérébrale profonde (SCP), qui module l’activité neuronale et améliore la communication avec l’hippocampe, favorisant ainsi la survie neuronale et la neurogenèse.

Protocole

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Toutes les procédures impliquant des modèles animaux ont été examinées par le comité institutionnel local de protection des animaux et le comité d’examen vétérinaire JoVE.

1. Chirurgie de stimulation cérébrale profonde (SCP)

  1. Injectez le mélange de kétamine / xylazine par voie intrapéritonéale dans l’animal et confirmez qu’il a atteint un plan chirurgical d’anesthésie (en vérifiant le réflexe de pincement des orteils, la profondeur de la fréquence respiratoire et la régularité de la respiration). Retirez les cheveux de la région du cuir chevelu qui sera incisée et désinfectez le cuir chevelu avec trois gommages alternés, chacun à la bétadine et à l’alcool ou à la solution saline stérile. Fixez et positionnez l’animal sur le cadre stéréotaxique.
  2. Utilisez des coussinets d’eau chaude en circulation pour maintenir la température corporelle de l’animal à un niveau optimal. Appliquez un lubrifiant pour les yeux pour protéger les yeux de l’animal contre le dessèchement excessif.
  3. Utilisez les coordonnées stéréotaxiques suivantes pour cibler l’ATN (noyau thalamique antérieur) : antériopostérieur -1,6 mm, médiolatéral 1,5 mm et dorso-ventral 5,2 mm.Faites une incision dans le cuir chevelu de manière sagittaire pour révéler le crâne. À l’aide d’une paire d’écarteurs, fixez le cuir chevelu incisé pour exposer le crâne. Utilisez une solution saline stérile pour rincer l’incision. Si l’incision est trop humide, utilisez des cotons-tiges stériles pour la sécher. Localisez le bregma et marquez-le avec un marqueur noir. Pour guider la position des trous de bavure, faites deux autres marques à environ 1,5 mm médiolatéralement des deux côtés de la suture sagittale et 1,6 mm en arrière de la suture coronale.
  4. Utilisez une perceuse à main pour faire les trous de bavures. Assurez-vous que l’extrémité du trou de bavure est stérile en la stérilisant avec de l’éthanol. Tenez la perceuse à un angle d’environ 45° par rapport à la surface du crâne lors du perçage. Basculez fréquemment entre les deux trous de bavure pour éviter une chaleur excessive à l’emplacement de tout trou de bavures.
  5. Continuez à percer jusqu’à ce que la dure-mère soit exposée. À l’aide d’une aiguille dont la pointe est courbée en forme de « L », retirez tous les morceaux d’os cassés qui obstrueraient l’insertion de l’électrode. Veillez à ne pas endommager la dure-mère et/ou le tissu cérébral sous-jacent lors du retrait de fragments osseux à l’aide de l’aiguille pliée.
    REMARQUE : L’utilisation d’une aiguille émoussée ou d’une pince fine émoussée est également une option.
  6. Fixez l’ensemble à double électrode à la poignée rotative du cadre stéréotaxique et fixez la poignée à un angle de 90°. À l’aide des réglages dans le cadre stéréotaxique, positionnez l’électrode gauche exactement au-dessus de la bregma.
  7. À l’aide des ajustements stéréotaxiques pour le positionnement médiolatéral, déplacez précisément l’électrode gauche de 1,5 mm vers le côté gauche du bregma de sorte qu’il y ait maintenant deux électrodes parfaitement alignées le long de la suture coronale mais espacées de 1,5 mm médiolatéralement du bregma.
  8. À l’aide des ajustements stéréotaxiques antéropostérieurs, déplacez les électrodes de 1,6 mm vers l’arrière de la suture coronale.
  9. Utilisez les réglages dorso-ventraux pour abaisser les électrodes afin de vérifier d’abord si les trous de bavure ont été faits au bon endroit afin que les électrodes puissent être insérées facilement, sans toucher les bords rugueux des trous de bavures. Si c’est le cas, insérez les électrodes à une profondeur de 5,2 mm de la surface du crâne.
  10. Connectez les électrodes via des fils à un stimulateur réglé à 130 Hz, 2,5 V et une largeur d’impulsion de 90 μsec.
  11. Délivrer une stimulation à haute fréquence pendant une heure (ou pendant une période de temps souhaitée selon la configuration expérimentale). Au cours de la simulation, n’oubliez pas de vous assurer régulièrement de la profondeur de l’anesthésie en vérifiant l’absence de retrait du pied en réponse à un pincement de l’orteil. Complétez l’anesthésie avec environ la moitié de la dose initiale utilisée pour induire l’anesthésie. Évitez de salir vos gants stériles lors de la vérification de la profondeur de l’anesthésie et changez-les si nécessaire. Effectuer une stimulation unilatérale ou bilatérale en fonction de ses besoins expérimentaux. Incluez des contrôles tels que la stimulation à basse fréquence (p. ex., 10 Hz) et les animaux non stimulés (insertion d’électrodes sans stimulation ultérieure).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Cadre stéréotaxiqueKopf InstrumentsModel 900
DrillDremmel7700, 7.2 V
ScalpelBD372610
KetaminePatterson Vétérinaire07-803-6637Annexe III Substance contrôlée, obtention, utilisation et entreposage selon les règles de l’établissement
XylazinePatterson Vétérinaire07-808-1947
BuprénorphinePatterson Vétérinaire07-850-2280Annexe III Substance contrôlée, approvisionnement, utilisation et entreposage selon les règles de l’établissement
Agrafes chirurgicalesConMed Corporation8035
Sutures (3-0)Harvard Apparatus72-3333
Seringue (1 ml, 29 1/2 G)BD329464Stérile, à utiliser pour l’administration d’anesthésie par voie intrapéritonéale
Seringue (3 ml, 25 G)BD309570Stérile, à utiliser pour l’administration d’analgésie par voie sous-cutanée
Aiguilles BD305761Stérile, à utiliser pour éliminer les morceaux d’os cassés des trous de bavure
ÉthanolFisher ScientificS25309BUtilisation pour la stérilisation générale
Lubrifiant pour les yeuxFisher Scientific19-898-350
StimulateurMedtronicModèle 3628
Électrodes DBSRhodes Medical Instruments, CASNEX100x-100mmLes électrodes sont en platine, bétadine concentrique et bipolaire
(povidone iodée)PDIS23125Écouvillons à usage unique, à utiliser pour stériliser le cuir chevelu avant de faire une incision

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Mots-clés

Cadre st r otaxiqueimplantation d lectrodesstimulation haute fr quencesurvie neuronaleneurogen secoordonn es de Bregmaassemblage double lectrode

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