Stimulation à courant continu et multi-réseau d'électrodes d'enregistrement de la capture comme activité chez la souris Cerveau Slice Préparation

L’objectif global de cette procédure expérimentale est d’accéder à la disposition des électrodes dans la chambre d’enregistrement pour la stimulation en courant continu d’une tranche de cerveau et son effet sur l’activité de type convulsif enregistrée avec un réseau de plusieurs électrodes. Cela peut aider à répondre à des questions clés dans la stimulation à courant continu, et un réseau de plusieurs électrodes a enregistré une activité semblable à une crise dans une tranche de cerveau de souris. Un avantage de cette technique est que les effets de la stimulation à courant continu peuvent être évalués dans la voie spécifique de la tranche de cerveau de souris.

Hsiang Chin et Wei-Jen Chang, techniciens de mon laboratoire, feront la démonstration de la procédure. Dans cette procédure, stérilisez tous les instruments chirurgicaux avec une solution d’éthanol à 75 % avant l’expérience. Ensuite, exposez le crâne de l’animal et coupez le muscle restant.

Ensuite, enlevez la surface dorsale du crâne à l’aide de rongeurs et coupez les côtés. Par la suite, à l’aide d’une spatule, coupez les bulbes olfactifs et les connexions nerveuses le long de la surface ventrale du cerveau avant de l’enlever. Transférez rapidement le cerveau dans un bécher rempli d’ACSF glacé et oxygéné.

Pour préparer des coupes contenant la voie MT-ACC, faites une coupe sagittale, à 2 mm latéralement de la ligne médiane dans chaque hémisphère, pour afficher l’anatomie sous-corticale. Ensuite, faites une coupe transversale angulaire parallèle au faisceau de fibres visibles dans le striatum. Faites la deuxième coupe transversale angulaire de la connexion entre le cervelet et le cortex visuel, jusqu’au point médian entre la commissure antérieure et le tractus optique, qui sont ventrales et parallèles à la voie cingulaire du thalamus.

Après cela, fixez le bloc cérébral à une plaque angulaire avec un adhésif cyanoacrylate. Faites une coupe juste au-dessus du point de virage du chemin. Après cela, dépliez la plaque, aplatissez-la et collez-la sur la platine de la chambre d’un vibratome.

Par la suite, sectionnez les tranches de cerveau à 500 micromètres d’épaisseur et conservez-les dans de l’ACSF oxygéné glacé. Transférez une tranche dans la chambre d’enregistrement à 32 degrés Celsius avec une profusion continue d’ACSF oxygéné pendant une heure. Confirmez l’emplacement d’une sonde MEA sur le système multivoie.

Utilisez un tube pour guider l’ACSF dans la chambre MEA et l’autre tube pour guider l’ACSF hors de la chambre. Perfuser continuellement la préparation avec de l’ACSF chaud et oxygéné à 30 degrés Celsius. À l’aide d’un coton-tige humide, transférez une tranche de cerveau dans le MEA.

Déplacez soigneusement la tranche de cerveau pour orienter l’ACC au-dessus des électrodes, puis stabilisez la tranche de cerveau avec un ancrage de tranche pour assurer une bonne connexion électrique entre la tranche et les électrodes. Ensuite, placez l’électrode anode proximale à l’ACC et l’électrode cathodique distale à l’ACC. Enregistrez l’intensité du champ par les deux orientations de champ de MEA.

Délivrez ensuite les courants électriques à l’aide d’un stimulateur. Ajustez la distance entre les deux électrodes de chlorure d’argent à environ 1,5 à 2 cm et ajustez l’intensité du courant du stimulateur pour que le DCS soit compris entre 0,5 et 2 milliampères. Dans cette procédure, placez une électrode de tungstène dans la MT et délivrez des impulsions du stimulateur à la région thalamique de la tranche.

Ensuite, utilisez différentes intensités de courant pour déterminer le seuil qui déclenche une réponse ACC. Déplacez l’électrode de tungstène le long de la voie cingulaire du thalamus pour obtenir le profil de réponse optimal. Enregistrez 1 à 20 réponses ACC et utilisez le logiciel pour faire la moyenne automatique de toutes les réponses ACC évoquées par ma stimulation MT.

Pour induire une activité semblable à une convulsion, ajoutez 250 micromolaires 48P et 5 micromolaires biculline à la solution de perfusion, et continuez à profuser la tranche pendant deux à trois heures. Maintenez la pompe à un débit de perfusion relativement rapide, ce qui peut aider à prévenir l’accumulation d’un gradient de pH. Ensuite, placez l’électrode de tungstène sur MT et administrez une stimulation électrique pour obtenir un profil de réponse ACC.

Enregistrez 10 à 20 balayages et faites la moyenne des réponses. Ensuite, remplacez la solution de préfusion par de l’ACSF frais pour éliminer les médicaments. Dans cette procédure, assurez-vous de générer des champs électriques uniformes, en faisant passer des courants entre deux fils d’argent parallèles enrobés de chlorure d’argent qui sont placés à l’intérieur de la chambre MEA.

S’il n’y a pas de problème, le DCS doit rester entre 0,5 et 2 milliampères. Ensuite, éteignez le DCS et stimulez le thalamus avec une électrode en tungstène. Pour obtenir des réponses synaptiques maximales dans ACC, enregistrez 10 à 20 réponses, puis faites-en la moyenne.

Ensuite, allumez le DCS et stimulez le thalamus simultanément. Évaluer les changements d’amplitude de la stimulation thalamique provoquée par la réponse ACC pendant la DEC. Maintenant, éteignez le DCS, ajoutez 250 micromolaires 48P et 5 micromolaires biculculline à la solution de perfusion, et attendez 2-3 heures.

Si les médicaments affectent la tranche de cerveau, la tranche devrait produire des réponses de crise corticale. Par la suite, recueillez 10 à 20 réponses corticales cingulaires antérieures et mesurez l’amplitude et la durée des réponses corticales évoquées électriquement. Imbriquez, allumez le DCS et stimulez le thalamus simultanément.

Évaluer les changements dans l’amplitude et la durée des réponses de crise corticale évoquées lors de l’application de la DCS. Après cela, remplacez la solution de perfusion par de l’ACSF frais pour éliminer les médicaments. Cette figure montre différentes réponses évoquées, qui comprennent les réponses évoquées par la stimulation thalamique dans l’ACC, l’activité semblable à une crise induite par un médicament, et à la fois la stimulation thalamique et l’activité convulsive induite par le médicament.

Cette figure montre l’effet de différentes orientations dans le SCD, telles que différentes orientations dans le champ électrique, les réponses évoquées par la stimulation thalamique avec le SCD et l’effet du SCD cathodal sur l’activité convulsive. Et dans cette figure, 15 minutes de DCS cathodale ont effectivement induit une dépression à long terme et des réponses dépressives évoquées. La durée de la crise a été significativement réduite après 15 minutes de SCD cathodale par rapport à l’absence d’application de SCD.

Plus rapide, cela peut techniquement être fait en quatre heures si cela est effectué correctement. Après cette procédure, d’autres questions telles que la stimulation magnétique transcrânienne peuvent être effectuées, afin de répondre à des questions supplémentaires telles que la fourniture d’approches non invasives pour contrôler les crises de résistance. Après ce développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la thérapie non invasive pour explorer les traitements des crises d’épilepsie dans un modèle animal.

Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’utiliser la stimulation actuelle pour évaluer l’activité semblable à une crise dans les tranches de cerveau.