Implantation sous-durale d’un réseau d’électrocorticographie douce pour l’enregistrement de l’électrophysiologie corticale chez les miniporcs
JoVE Encyclopedia of Experiments
Neurosciences
0 vues • 4:00 min • July 8th, 2025
Commencez par un mini-porc anesthésié avec une craniotomie bilatérale sur le cortex auditif.
Créez des fentes dans la dure-mère, l’enveloppe extérieure du cerveau.
Prenez un réseau d’électrocorticographie souple composé de bandes d’électrodes, de câbles flexibles et d’un port avec des connecteurs.
Insérez la bande jusqu’à ce que le bord du câble repose sur la fente, en assurant un bon placement de l’électrode sur la surface du cortex auditif.
Répétez la procédure de manière controlatérale.
Placez un pont en titane sur les câbles, fixant l’implant.
Insérez les fils de terre pour établir une référence d’enregistrement.
Suturez la dure-mère et remplacez et fixez les lambeaux osseux à l’aide de ponts en titane.
Fixez le repose-pieds et le piédestal au crâne. Suturez l’incision.
Laissez le porc récupérer et fixez un étage de tête sans fil au piédestal.
Le réseau capte les signaux électriques générés par les neurones corticaux, qui sont transmis de la tête au système d’enregistrement.
Appliquez une stimulation sonore et enregistrez l’activité induite par le stimulus des neurones auditifs.
Placez l’implant au-dessus de la fente de la dure-mère et, à l’aide d’une petite pince, insérez l’appareil par voie sous-durale en le faisant glisser séquentiellement sur chaque bord. Tenez soigneusement l’extrémité du socle de l’appareil et avancez avec l’implant afin de ne pas créer de tension entravant l’insertion.
Arrêtez l’insertion lorsque le bord du connecteur est situé au-dessus de la fente. Pour fixer l’implant en place, placez un pont en titane sur le câble après le bord de la craniotomie ou dans les ailes d’ancrage, et fixez-le avec une ou deux vis en titane à l’aide du tournevis approprié.
Ensuite, suturez soigneusement la dure-mère autour du câble de l’implant à l’aide d’une suture résorbable 3-0 et d’un petit porte-aiguille. Rapprochez autant que possible les deux bords de la dure-mère sans déchirer la fine membrane avec le fil de suture.
Pour effectuer la mise en place d’un lambeau osseux, fixez un pont en titane sur les parties antérieure et postérieure de chaque lambeau osseux à l’aide d’une vis en titane. Vissez l’extrémité des ponts en titane sur le crâne. Ensuite, planifiez l’orientation du repose-pieds.
Pour vous assurer que toutes les pattes peuvent être vissées dans le crâne, fixez le repose-pieds en vissant les vis en titane du repose-pieds jusqu’à ce qu’il soit fermement en place. Ensuite, vissez le socle sur le repose-pieds. Créez des sutures sous-cutanées avec un fil de suture non résorbable 4-0 avec des sutures espacées de trois millimètres. Commencez en partant du piédestal, en vous déplaçant vers lui des deux côtés de l’incision. Ensuite, fermez la couche dermique en suturant la peau à l’aide d’un fil de suture non résorbable 6-0 avec des sutures espacées de cinq millimètres.
Commencez en partant du piédestal, en vous déplaçant vers lui des deux côtés de l’incision. Prenez soin d’obtenir une bonne apposition tissulaire entre les deux lambeaux de peau et près du bord du piédestal pour éviter un vide. Après avoir branché la scène de tête sans fil sur l’animal, soit en tenant l’animal, soit en le distrayant en le nourrissant avec des friandises, enregistrez les signaux cérébraux éveillés. Assurez-vous de placer l’antenne de l’amplificateur et les haut-parleurs externes près de la cage du porc pendant l’enregistrement des signaux.
Aperçu
Cette étude décrit une procédure chirurgicale pour l'implantation d'un réseau d'électrocorticographie dans le cortex auditif d'un miniporc. La méthode permet l'enregistrement de signaux électriques provenant de neurones corticaux lors de stimulations sonores.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Électrophysiologie
- Recherche auditive
Contexte
- Comprendre le traitement auditif dans le cerveau est essentiel pour développer des traitements contre les troubles de l'audition.
- L'électrocorticographie fournit des données haute résolution sur l'activité corticale.
- Les miniporcs constituent des modèles précieux pour l'étude des fonctions cérébrales en raison de leurs similitudes anatomiques avec l'humain.
- Les techniques d'implantation doivent garantir un dommage minimal aux tissus cérébraux.
Objectif de l'étude
- Développer une méthode fiable pour implanter un réseau d'électrocorticographie dans le cortex auditif.
- Enregistrer l'activité neuronale en réponse à des stimuli auditifs.
- Approfondir la compréhension des mécanismes de traitement auditif.
Méthodes utilisées
- Réalisation d'une craniotomie bilatérale au-dessus du cortex auditif d'un miniporc anesthésié.
- Insertion d'un réseau souple d'électrocorticographie avec des électrodes placées sur la surface corticale.
- Fixation de l'implant à l'aide de ponts en titane et suture de la dure-mère et de la peau.
- Enregistrement des signaux électriques pendant une stimulation sonore à l'aide d'un module crânien sans fil.
Résultats principaux
- Implantation réussie de la matrice d'électrocorticographie avec des enregistrements stables.
- L'activité neuronale a été enregistrée en réponse à des stimuli auditifs.
- La méthode a démontré des dommages tissulaires minimes et une capture efficace du signal.
- Les données obtenues peuvent contribuer à la compréhension du traitement auditif chez les mammifères.
Conclusions
- La technique chirurgicale est efficace pour l'enregistrement à long terme de l'activité corticale.
- Les résultats soutiennent l'utilisation des miniporcs comme modèles pour la recherche auditive.
- Cette approche peut faire progresser les études sur le traitement auditif et les troubles associés.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
L'implantation sous-durale de réseaux souples d'électrocorticographie (ECoG) chez le miniporc permet l'enregistrement d'électrophysiologie corticale haute fidélité dans un modèle animal de grande taille pertinent sur le plan translationnel. Cette capacité soutient la validation précoce des cibles thérapeutiques et la réduction des risques mécanistiques dans la découverte de médicaments du système nerveux central, en particulier dans les domaines de la recherche auditive et des neuroprothèses. Cette approche renforce la confiance prédictive pour les décisions portant sur les portefeuilles de recherche en reliant les flux de travail en neurosciences précliniques et translationnelles.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet l'interrogation directe de la fonction des circuits corticaux dans un modèle de grand animal.
- Prend en charge la détection mécanistique des risques en capturant l'activité neuronale induite par un stimulus.
- Facilite la validation fonctionnelle des cibles pour les voies auditives et du SNC.
- Fournit des critères d'évaluation électrophysiologiques quantitatifs pour le test d'hypothèses.
Développement de criblages et de tests
- Établit une plateforme validée pour la surveillance longitudinale de l'activité corticale.
- Fournit des mesures reproductibles et quantitatives pour l'évaluation de composés ou de dispositifs.
- Permet la standardisation des tests dans les études précliniques utilisant des modèles translationnels.
- Permet le criblage d'interventions neuromodulatrices avec une haute résolution temporelle.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne l'électrophysiologie préclinique avec la cartographie corticale pertinente pour l'humain.
- Facilite la continuité entre la découverte et la validation préclinique chez les grands animaux.
- Permet la progression ajustée au risque des actifs du SNC à l'aide de biomarqueurs translationnels.
- Offre une plateforme pour évaluer les thérapeutiques neuroprothétiques et auditives.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cette méthode s'intègre à la continuité découverte-préclinique en permettant des enregistrements corticaux directs dans un modèle doté d'une neuroanatomie semblable à celle de l'humain, soutenant ainsi les études mécanistiques et le développement de biomarqueurs translationnels.
- Découverte en biologie : Soutient la validation d'hypothèses et l'élucidation de voies grâce à des enregistrements corticaux induits par un stimulus.
- Écrantage : Fournit des sorties électrophysiologiques prêtes à l'emploi et reproductibles pour les tests de composés ou de dispositifs.
- Analyse : Permet une comparaison quantitative de l'activité neuronale spontanée et induite par un stimulus.
- Recherche translationnelle : Relie les résultats précliniques à la fonction corticale humaine au moyen de modèles chez de grands animaux.
- Réutilisation institutionnelle : Offre une plateforme réutilisable pour divers programmes de recherche sur le système nerveux central et l'audition.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la validation des cibles du SNC.
- Valeur opérationnelle : Standardise les procédures d'enregistrement corticaux pour assurer la reproductibilité et l'extensibilité.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions d'aller/arrêt et réduit les risques biologiques en phase avancée dans les portefeuilles de neurothérapeutiques.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des actifs du SNC et auditifs fondée sur des données translationnelles.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en implantation neurochirurgicale et en électrophysiologie chez les grands animaux.
- Exige un instrumentation spécialisée pour l'acquisition et l'analyse sans fil de signaux corticaux.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles chirurgicaux et d'enregistrement.
- Une adaptation peut être nécessaire selon les régions corticales ou les modèles de maladie.
- La stabilité à long terme et la qualité du signal dépendent d'une technique chirurgicale précise et de soins postopératoires rigoureux.
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Dernière mise à jour : 29 août 2026