Enregistrements simultanés des potentiels corticaux champ Local et Electrocorticograms en réponse à des Stimuli nociceptifs Laser de bouger librement des Rats

Summary

Nous avons développé une technique qui enregistre simultanément les expression et potentiels de champs locaux en réponse à des stimuli nociceptifs laser de bouger librement des rats. Cette technique aide à établir une relation directe de signaux électrocorticale au niveau macroscopique et mésoscopique qui facilite l’étude de traitement dans le cerveau de l’information nociceptive.

Abstract

Électrocorticale réponses, induites par des impulsions de chaleur laser qui activent sélectivement les terminaisons nerveuses libres nociceptives, sont largement utilisés dans de nombreuses études animales et humaines pour enquêter sur le traitement cortical de l’information nociceptive. Ces potentiels de cerveau induite par laser (LEPs) se composent de plusieurs réponses transitoires qui sont temps-verrouillé à l’apparition de stimuli de laser. Toutefois, les propriétés fonctionnelles des réponses LEP sont encore largement inconnues, en raison de l’absence d’une technique d’échantillonnage qui permet d’enregistrer simultanément des activités neuronales à la surface du cortex (c.-à-d., électrocardiographique [ECoG] et le cuir chevelu électroencéphalogramme [cuir chevelu EEG]) et à l’intérieur du cerveau (c.-à-d., potentiel de champ local [PDD]). Pour résoudre ce problème, nous vous présentons un protocole animaux librement mobiles chez des rats. Ce protocole est composé de trois procédures principales : (1) animale préparation et interventions chirurgicales, (2) un enregistrement simultané de l’ECoG et LFP en réponse à des stimuli nociceptifs laser et d’extraction de données (3), analyse et fonctionnalité. Plus précisément, avec l’aide d’une coque de protection 3D-imprimés, ECoG et le PDD électrodes implantées sur le crâne de rat ont été solidement maintenues ensemble. Au cours de la collecte de données, impulsions laser ont été livrées sur ses pattes de rat par des fentes dans le fond de la chambre lorsque l’animal était dans l’immobilité spontanée. Un bruit blanc continu a été joué afin d’éviter l’activation du système auditif par les ultrasons générés par rayon laser. En conséquence, seules les réponses nociceptives ont été sélectivement enregistrés. En utilisant les méthodes analytiques standards (par exemple, filtrage passe-bande, époque d’extraction et correction de la ligne de base) pour extraire les réponses axées sur la stimulation cérébrale, nous avons obtenu des résultats que LEPs avec un rapport signal sur bruit élevé ont été en même temps enregistré par électrodes ECoG et LFP. Cette méthodologie permet l’enregistrement simultané des activités ECoG et LFP, qui fournit un pont des signaux de l’électrocorticale, au niveau macroscopique et mésoscopique, facilitant ainsi l’enquête relative au traitement de l’information nociceptive dans le cerveau.

Introduction

EEG est une technique d’enregistrement des potentiels électriques et activités cérébrales oscillatoire générées par les activités synchronisées de milliers de neurones dans le cerveau. Il est populairement utilisé dans de nombreuses études fondamentales et applications cliniques^1,2. Par exemple, les réponses EEG à laser intense chaleur impulsions (c.-à-d.LEPs) sont largement adoptés pour enquêter sur le traitement centraux et périphérique d’entrée sensorielle nociceptive^3,4,5. Chez l’homme, LEPs consistent pr....

Protocol

Rats Sprague-Dawley mâles adultes (pesant 400-450 g) ont été utilisées pour l’expérience. Toutes les procédures chirurgicales et expérimentales suivi le Guide d’entretien et d’utilisation des animaux de laboratoire de la National Institutes of Health. Les procédures ont été approuvées par le Comité d’éthique de recherche à l’Institut de psychologie, Académie chinoise des Sciences.

1. Implantation de l’électrode

1. Anesthésier le rat dans une chambre avec 5 % isoflurane et un débit d’air de 1 L/min avant la chirurgie.
2. En utilisant un appareil stéréotaxique, fixer la tête du rat avec son nez placé dans le masque d’anesthésie.....

Results

Dans l’expérience de représentant, les données électrophysiologiques des cinq rats ont été enregistrées. Les stimuli laser ont été livrés à la patte droite de chaque rat 20 fois avec > interstimulus intervalles de 40 s. Le cerveau induite par laser, les réponses ont été enregistrées en utilisant les vis ECoG et profondeur fils et les fils de profondeur ont été implantés dans les bilatérales cortex somatosensoriel primaire (S1) et cortex primaire de moteur (M1).

Discussion

Dans la présente étude, nous avons décrit une technique pour enregistrer simultanément des ECoGs et des réponses LFP corticales déclenchées par des stimuli nociceptifs laser de bouger librement des rats. Les résultats ont montré que les réponses LEP peuvent détecter clairement après l’apparition de stimuli laser en signaux ECoG et le PDD. L’enregistrement simultané de l’ECoG et signaux corticaux de LFP permettra aux scientifiques d’étudier leurs relations pour mieux comprendre la contribution des activités neuronales aux.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Rats Sprague-Drawley mâles	Vital River
Isoflurane	RWD Life Science Système
d’anesthésie à l’isoflurane pour petits animaux	RWD Life Science		Y compris l’anesthésie masque à gaz pour rats
Appareil stéréotaxique	RWD Life Science
L’appareil avec électrodes			combinées ECoG et LFPL’appareil est fait maison, qui assemble l’ECoG et les électrodes de fil de profondeur à un module de connexion
		de protection imprimée en 3D	La texture de la coque est polylactique, et la coque est faite maison et contient trois parties : une base, une paroi et un capuchon. La paroi est recouverte de cônes en cuivre pour construire comme une cage de Faraday
des fils de tungstène (diamètre : 50 mm)	California Fine Wires Company		Les électrodes pour l’enregistrement LFP cortical
; Vis en acier inoxydable (diamètre : 0,6 mm)			Les électrodes pour l’enregistrement ECoG
Foret crânien électrique	RWD Life Science
; Mèche (diamètre : 0,5 mm)	RWD Life Science		La perceuse est utilisée pour percer les trous des vis ECoG
; Mèche (diamètre : 0,2 mm)	RWD Life Science		La perceuse est utilisée pour percer les trous des fils profonds  ;
Poudre arylique dentaire	SNC dentaire
Liquide arylique dentaire	SNC
	Fisher Scientific		Le mélange est utilisé pour sceller la craniotomie afin d’assurer le mouvement suivant des réseaux de micro-fils
Huile minérale	Fisher Scientific
Électrocoagulateur  ;	Bovie medical Corporation
RHD2132 Cartes d’amplification  ;	Intan Technologies		Un
		d’acquisition	données
néodyme yttrium aluminium pérovskite (Nd :YAP) générateur laser	Ingénierie
Matlab R2016b	The MathWorks  ;