השתלת אלקטרודות בקליפת המוח של העכבר לצורך הקלטות אלקטרוקורטיקוגרפיות

תקציר

מקור: Dufort-Gervais, et al. הקלטה אלקטרוקורטיקוגרפית של אזורי קליפת המוח שעברה מניפולציה באמצעות וירוס הקשור לאדנו המכוון לקופילין בעכברים. J. Vis. Exp. (2021)

סרטון זה מדגים פרוטוקול להשתלת אלקטרוקורטיקוגרפיות בקליפת המוח של העכבר כדי להקליט אותות חשמליים בתגובה לווירוסים הקשורים באדנו המכוונים לביטוי קופילין ומבצעים בו מניפולציה.

פרוטוקול

1. השתלת אלקטרודות ECoG/EMG

1. בעזרת מלקחיים ישרים של קלי, מבריגים באיטיות אלקטרודת ECoG אחת (עם חוט זהב ישר) בציר האנכי בחור שבו הוזרק ה-AAV. השאירו לפחות 2.5 מ"מ של בורג מחוץ לגולגולת כדי למזער את הנזק לדורה ולקליפת המוח (כלומר, לעומק משוער של 1.1 מ"מ מפני הגולגולת; איור 1D).
2. סמן את מיקום אלקטרודת ECoG האחורית ואלקטרודת הייחוס על הגולגולת באמצעות עט בקואורדינטות הבאות: אלקטרודה אחורית (קליפת המוח הראייתית) 1.5 מ"מ לרוחב ימינה לקו האמצע ו-1.5 מ"מ קדמית ללמדא, אלקטרודת ייחוס (קליפת המוח הסומטוסנסורית) 2.6 מ"מ לרוחב ימינה לקו האמצע ו-0.7 מ"מ אחורית לברגמה. כמו כן, סמן את מיקומם של שלושה ברגי תחזוקה (הפועלים כעוגנים בין הגולגולת לצמנט דנטלי כדי למצק את מונטאז' הראש) על ההמיספרה השמאלית ללא קואורדינטות ספציפיות, אך מרוחקות ככל האפשר זו מזו ומאלקטרודות ECoG.
3. נקב בזהירות את הגולגולת במיקום המסומן של האלקטרודות האחרות וברגי עיגון עם מקדח 0.7 מ"מ. חודרים בכיוון מאונך למשטח הגולגולת עבור כל בורג (כלומר, ציר אנכי עבור האלקטרודה האחורית אך עם זווית מהציר האנכי עבור אתרים אחרים). שטפו את הגולגולת המחוררת בתמיסת 10% פובידון-יוד, וחסמו את החורים בחתיכות קטנות ומגולגלות של מגבים עדינים לפני התקנת הברגים למניעת דימום וזיהום.
4. בעזרת מלקחיים ישרים של קלי, מבריחים את ברגי התחזוקה בהמיספרה השמאלית ואז מבריגי את שתי האלקטרודות האחרונות בהמיספרה הימנית. הקפידו להבריג באותה זווית שבה נוקבו החורים ולהשאיר לפחות 2.5 מ"מ מכל בורג מחוץ לגולגולת (איור 1D).
   הערה: כדי למקסם את מוצקות המונטאז 'הסופי ואת איכות האותות האלקטרופיזיולוגיים, היזהר לא לגעת בברגים בעת התקנת הבא.
5. הניחו כמה טיפות קטנות של מלט דנטלי במרכז החלל דמוי הטבעת בתוך הברגים.
6. מכסים את עיני העכברים, ומורחים אור במשך 3-5 דקות כדי לסייע בהתמצקות המלט. לאחר שאלקטרודות ה-EMG נאחזות בחוזקה, כסו את בסיס אלקטרודות ה-ECoG ואת בסיס ברגי העוגן במלט דנטלי ליצירת קווי מתאר בצורת כתר. כסו את עיני העכברים, והפעילו אור במשך 3-5 דקות כדי לסייע בהתמצקות.
   הערה: אין למרוח מלט על גפיים אלקטרודות ECoG ו-EMG (חוט הזהב שיולחם למחבר) או על העור.
7. מלאו את מרכז המונטאז' במלט אקרילי מעורב בעבר. במהלך התמצקות הצמנט, הסירו את ארבעת המהדקים הכירורגיים המחזיקים את העור (ושטפו אותם מיד במגבים עדינים).
   הערה: אין למרוח מלט על גפיים אלקטרודות ECoG ו-EMG (חוט הזהב שיולחם למחבר) או על העור.
8. תפרו את העור מאחור ואת החלק הקדמי של המונטאז' כך שהגולגולת לא תהיה חשופה (אך הימנעו מלמתוח את העור יותר מדי) באמצעות מחט תפר (13 מ"מ 3/8 צלזיוס) ומונופילמנט סינתטי נספג.
9. החזק את המחבר מעל המונטאז 'עם מלקחיים מעוקלים, ויישר בזהירות את חוט הזהב של האלקטרודות עם פיני המחבר. הלחמת אלקטרודות גפיים לחיבור פינים עם מגהץ ההלחמה.
   הערה: המשך במהירות כדי למנוע התחממות יתר ונזק לרקמת קליפת המוח. ודא שכל אלקטרודה יוצרת מגע טוב עם פין המחבר המתאים, ושהאלקטרודות אינן מחוברות זו לזו.
10. הסר את העכבר מהמסגרת הסטריאוטקסית. כסה את החלל הריק בין המחבר לראש במלט אקרילי מעורב בעבר על ידי כיסוי כל החיבורים בין אלקטרודות לפינים של מחברים.
    הערה: הימנע מחדירת מלט לתוך המחבר על-ידי החזקת העכבר עם המחבר מעל הראש (ראש ישר ולא נטוי).
11. שקלו את העכבר והניחו אותו בכלוב נקי (רצוי מצויד במכסה לא מרושת) על כרית חימום (דיור בודד כדי למנוע נזק למונטאז' הראש). לפקח על בעל החיים באופן קבוע, ולתת 0.1 מ"ג / ק"ג של buprenorphine תת עורית עם התעוררות, ו 12 שעות מאוחר יותר אם החיה מראה סימני כאב (למשל, יציבה לא נכונה, עיניים פזילה).
    הערה: העלייה במשקל ביחס למשקל לפני הניתוח לא תעלה על 1.5 גרם.

2. הקלטות

1. לשכן עכברים בנפרד כדי למנוע נזק למונטאז' הראש כתוצאה מטיפוח הדדי וכן נזק והסתבכות של כבלי ההקלטה.
   הערה: לצורך פרוטוקול זה שוכנו עכברים עם גישה אד-ליביטום, למזון, למים ולקוביית עץ, ונערך ניטור יומי.
2. חבר את העכברים לכבלי הקלטה שבועיים לאחר הניתוח לצורך הסתגלות לתנאי הכבלים.
3. הקלט אותות ECoG במשך 24 שעות (או ארוכות/קצרות יותר, בהתאם לשאלות המחקר).

תוצאות

איור 1: הכנת רכיבי מונטאז' ECoG/EMG ודוגמה מייצגת למיקום אלקטרודות ECoG. (A) אלקטרודת ECoG: חוט זהב באורך 4 מ"מ ובקוטר 0.2 מ"מ (לא מבודד) מאוחה על ראש בורג מצופה זהב (קוטר ראש 1.9 מ"מ, קוטר ראשי חוט 1.14 מ"מ, אורך כולל 3.6 מ"מ) באמצעות הלחמה נטולת עופרת. (B) אלקטרודות EMG: שני חוטי זהב (1.5 ו-2 ס"מ) מעוקלים כדי לחבק את קימור הגולגולת עד לשריר הצוואר, והקצה השני נשמר ...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
21 גר' מחט	תרומו	NN-2125R
מחבר 6 ערוצים	דיסטרלק	300-93-672	החלפה אפשרית למחבר שהופסק לעיל
עכברי C57BL6/J	מעבדת ג'קסון	000664 | ב6	בעלי חיים שגודלו באתר
F-68 פלורוני			פעילי שטח לא יוניים
חוט זהב בקוטר 0.2 מ"מ	דלתא סיינטיפיק	920-862-41	לא מבודד
מזרק המילטון (10 מיקרוליטר)	פישר סיינטיפיק	14815279
משאבת מזרק עירוי CMA 402	מכשיר הרווארד	CMA8003110
צינורית הזרקה 28 גרם	פלסטיק אחד	C313L-SPCL
איזופלורן	בקסטר	CA2L9100
קטמין (10 מ"ג/מ"ל)	סנדוז	4550
הלחמה ללא עופרת	מטרה	SN100C
משחת סיכה אופתלמית	אלרגן	210889
PE 50 צנתר דופן דקה	פלסטיק אחד	C232CT
ברגי הקשה עצמית שטוחים של ראש מילוי	מוריס	FF00CE125	אלקטרודת ECoG מכוסה זהב; ממד: קוטר ראש 1.9 מ"מ, קוטר ראשי חוט 1.14 מ"מ, אורך 3.6 מ"מ
הלחמה ברזל	וולר	WES51
מזרק 1 מ"ל	ב.ד.	309659
גוזם	מכשיר הרווארד	72-9063
קסילזין (20 מ"ג/מ"ל)	באייר	2169592
בופרנורפין (0.3 מ"ג/מ"ל)	סיוה	57133-02
מלקחיים מעוקלים	כלים מדעיים משובחים	11001-12
מגבים עדינים למשימות	קימטק	34120
מלט אקרילי דנטלי	ייטס מוטלואיד	44115
מלקחיים קלי	כלים מדעיים משובחים	13002-10
אקריליק נוזלי	ייטס מוטלואיד	44119
מונוקריל בתוספת מחט תפר 13 מ"מ 3/8c חיתוך סל"ד	אתיקון	MCP494
פרובידון-יוד 10%	שלשה חד פעמית	10-8208
RelyX Unicem 2, דבק שרף מלט A2	3 דקות	56849