La Stimulation électrique chronique transcrânienne et Intracortical enregistrement chez le rat

L’objectif global de cette procédure est de montrer un protocole étape par étape pour fabriquer et implanter des électrodes de stimulation transcrânienne chronique. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la neurostimulation, telles que les effets à long terme de la stimulation électrique transcrânienne diffuse ciblée dans le temps. Le principal avantage de cette technique est que la petite taille de l’implant permet de la combiner avec des techniques électrophysiologiques, optogénétiques et d’imagerie régulières chez des animaux se déplaçant librement.

Les implications de cette technique sont centrées sur le traitement de l’épilepsie, de la dépression et d’autres troubles neuropsychologiques, car elle est capable d’influencer rapidement les réseaux cérébraux à grande échelle. Pour fabriquer une électrode de stimulation, coupez six morceaux de fils de connexion miniatures de 10 centimètres de long. Retirez deux centimètres de revêtement à une extrémité et un centimètre à l’autre extrémité.

Ensuite, tordez deux câbles ensemble et soudez-les avec le côté pelé le plus court. Ensuite, procurez-vous une bande de trois emballages de bande de n’importe quel circuit intégré avec boîtier SOT-353. Cousez les fils torsadés à travers les trois trous du colis.

Le segment pelé le plus long des fils doit se trouver dans les cavités de l’emballage. Positionnez le câble de manière à ce que l’extrémité de l’isolant soit alignée avec le bord des trous. Ensuite, appliquez du ciment dentaire sur les trous pour fixer les fils.

Une fois le ciment solidifié, retournez l’emballage pour introduire une fine couche de super colle dans le trou afin de former un joint de type eau vers le ciment poreux. Évitez de coller les fils pelés. Après cela, tordez les câbles ensemble sur le côté pelé le plus court et soudez-les.

Saisissez le segment pelé le plus long des fils avec la pointe d’une pince à épiler fine. Roulez-les et enroulez-les dans les cavités. Coupez l’excédent de câble si nécessaire.

Pour fabriquer une électrode triplet d’enregistrement, coupez un morceau de tube en acier inoxydable d’un centimètre de long à l’aide d’une scie rotative à grande vitesse. Retirez l’ailette des extrémités du tube à l’aide d’une aiguille pointue et assurez-vous que le tube est exempt de débris et complètement perméable. Pliez la goupille d’espacement de la planche plaquée or d’une longueur minimale de trois centimètres pour former un support en forme de J.

Coupez la branche la plus longue de la forme en J et soudez-la ensemble pour récupérer la forme d’origine afin de faire un joint détachable entre la partie linéaire longue, qui sera maintenue par le dispositif stéréotaxique, et la forme en U, qui maintiendra l’électrode et servira de point d’ancrage. Ensuite, collez le tube et la jambe la plus courte du support en J ensemble. Collez quelques barres supplémentaires d’un centimètre de long si nécessaire pour la stabilité.

Ensuite, coupez trois morceaux de fils d’électrode de 2,5 centimètres de long avec des ciseaux ultra-fins en acier inoxydable. Assurez-vous qu’il s’agit d’une coupe nette et nette et que l’isolation est intacte à la surface circulaire du fil d’électrode. Assurez-vous également que la pointe coupée n’est pas pliée en raison de la force appliquée.

Pliez un ou deux millimètres à une extrémité de chacun des fils à des angles différents pour les rendre distincts. Ensuite, remplissez le tube avec les fils et choisissez un espacement approprié des électrodes pour l’expérience. Notez quel fil correspond à quelle profondeur pour maintenir un ordre correct des canaux.

Une fois que les fils s’alignent l’un à côté de l’autre et sont parallèles au tube, fixez les fils d’électrode en plaçant une seule goutte de super colle liquide aux deux extrémités du tube avec une aiguille pointue. Assurez-vous que la colle s’écoule dans le tube en raison de l’effet capillaire, mais pas vers les sites d’enregistrement aux extrémités saillantes. Préparez une carte d’interface d’électrode avec un micro-connecteur approprié compatible avec un système d’enregistrement à utiliser.

Ensuite, introduisez les extrémités pliées des fils dans les trous de la carte d’interface d’électrode correspondant au canal d’enregistrement souhaité. Lorsque tous les fils sont en place, enfoncez les goupilles dorées dans les trous avec une pince à épiler. Dans cette procédure, retirez la plupart des poils du cuir chevelu de l’animal à l’aide d’une tondeuse à cheveux.

Ensuite, appliquez une crème dépilatoire sur le cuir chevelu. Étalez-le uniformément sur la surface et attendez quelques minutes. À l’aide d’une spatule, retirez délicatement la crème et les cheveux restants.

Rincez la peau avec un désinfectant. Injecter 1 à 2 % de lidocaïne par voie sous-cutanée pour engourdir la peau. Ensuite, appliquez une seule goutte de pommade vétérinaire sur chaque œil.

Faites une incision sagittale profonde et longue le long de la ligne médiane avec un scalpel du front vers le cou. Par la suite, disséquez les tissus, y compris le périoste, du crâne. Ensuite, à l’aide d’un ciseau ou d’une pince à dents, nettoyez la zone entre les crêtes des deux os temporaux.

Gardez le crâne exposé en rétractant la peau disséquée à l’aide de quatre bouledogues. Placez doucement la pince à épiler fine entre le bord raide de l’os temporal et les muscles et séparez-les. Faites des mouvements de secousse pour exposer autant que possible la grande surface de l’os temporal, de préférence du bord de l’os occipital au plan des sutures coronales sans endommager les muscles.

Ensuite, placez les écarteurs bi-temporalement pour garder les os temporaux exposés. Rincez la surface du crâne avec un à deux millilitres de peroxyde d’hydrogène à 3 %. Ensuite, lavez-le très soigneusement avec un à deux millilitres d’eau et laissez la surface des os temporaux éponger l’humidité avec des bâtonnets oculaires.

Ensuite, testez si les électrodes de stimulation s’adaptent à la surface verticale du crâne nettoyée. Le bord supérieur de l’électrode de stimulation doit être aligné avec le bord de la crête de l’os temporal. Réajustez les bouledogues et les écarteurs, ou façonnez les électrodes de stimulation avec des ciseaux, si nécessaire.

Ensuite, remplissez les cavités des électrodes de stimulation avec du gel électroconducteur. Et mettez une fine couche de colle sur le bord des électrodes. Placez l’électrode de stimulation sur la surface sèche de l’os temporal d’un mouvement précis et maintenez-la fermement en place pendant une minute à l’aide d’une pince à épiler.

Assurez-vous qu’aucune humidité n’est en contact avec la colle et épongez avec des bâtonnets oculaires si nécessaire. Assurez-vous que l’électrode de stimulation est uniformément collée à l’os temporal sec. Épongez fréquemment l’humidité et rétractez soigneusement les tissus environnants.

Demandez de l’aide si nécessaire. Après cela, appliquez du ciment dentaire sur les bords de l’électrode de stimulation pendant que l’humidité qui s’échappe des tissus est continuellement séchée avec des bâtonnets oculaires. Couvrez toute l’électrode de stimulation avec du ciment.

Une fois que le ciment a complètement durci, répétez ces étapes du côté controlatéral. Par la suite, à l’aide d’une tête de forage de 10 % plus petite que le diamètre de la vis, percez des trous sur tout le crâne pour l’ancrage des vis. Enfoncez des vis miniatures dans les trous et appliquez du ciment dentaire dessus.

Ensuite, poursuivez l’implantation des électrodes d’enregistrement. Soudez les connecteurs et ancrez-les à la construction à l’extrémité. Ensuite, lavez abondamment les mouchoirs exposés avec un désinfectant.

Injecter 1 à 2 % de lidocaïne par voie sous-cutanée. Ensuite, pour reconstituer les bords de la plaie, entourez-les de simples sutures interrompues autour de l’implant connecteur. Par la suite, désinfectez la plaie avec de la povidone iodée.

Ici, nous montrons les résultats représentatifs d’un système de détection et d’intervention des crises d’épilepsie en boucle fermée, appliqué sur des rats Long-Evans, exprimant des crises spontanées. Ce train est connu pour montrer les symptômes comportementaux dans les modèles électrographiques de l’épilepsie d’absence, appelée décharge de pointe et d’onde. Voici les traces LFP de l’intervention convulsive, démontrant la performance stable des stimuli ciblés temporellement dans l’interruption des crises pendant 16 semaines.

Cela démontre la robustesse et la fiabilité des électrodes de stimulation implantées. Pour mettre ces résultats en contexte, voici l’enregistrement d’une expérience avortée où du tissu secondaire s’est développé entre l’os temporal et la surface de l’électrode, en raison de l’étanchéité et de la cimentation inadéquates des électrodes. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’implanter des électrodes de stimulation transcrânienne.

Suite à cette procédure, d’autres méthodes telles que l’implantation d’électrodes d’enregistrement ou de fenêtres crâniennes peuvent être effectuées afin d’enregistrer différentes modalités pendant la stimulation.