$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. הכנה כירורגית של בעלי חיים
1. נושאים ניסיוניים
השתמש עכברים של קו B6.Cg-Tg (Thy1-COP4/eYFP) 18Gfng / י המהונדס 9; מתח JAX # 7612) או עכברים אחרים המבטא את הערוץ הכחול הרגיש לאור קטיון, Channelrhodopsin-2, בנוירונים בקליפת המוח מוחיים. יישום של אור הכחול לקליפת המוח של קו B6.Cg-Tg (Thy1-COP4/eYFP) 18Gfng / י המהונדס גורם לנוירונים פירמידליים מבטאים Channelrhodopsin-2 לdepolarize ולעבור פעולת פוטנציאלי 9,10. כתוצאה מהפעלת התא פירמידלי, interneurons המקומי מופעלים, והשינוי בפוטנציאל מופץ לנוירונים מעבר לאתר של גירוי 10. ביצוע ניתוח בתנאים סטריליים בעמידה בהנחיות הרגולטוריות החלות: כלים כירורגיים וחיטוי softpacks (שדה ניתוחי, פדה גזה); חם חרוז לעקר כל התקני חום הסובלני המושתלים המתכת (cannulas, ברגים וחוטים)עבור 30-שניות; לחטא מכשירים מושתלים חום סובלני (מחבר כבל סיב אופטי, פלסטיק) עם טבילה 10-שניות באתנול; פריטי מכת אתנול טבלו יבש על ידי יישום של אוויר משומר.
2. הרדמה, מיקום ועמילות של גולגולת Stereotaxic
השתמש החולה 6 המערכת מולטי המשולבת IMPAC (וטרינר הצייד Inc) כדי להרדים את העכבר. השתמש 5% חמצן Isoflurane/95% לזירוז וIsoflurane/97% חמצן 3% לתחזוקה במהלך ניתוח. מניח את החיה על שמיכה במחזור מים המוגדרים 37 ג אין זה הכרחי כדי לפקח על טמפרטורת גוף אם השמיכה נשמרה בטמפרטורה זו.
3. הכנת הגולגולת להשרשה
הכן את אתר החתך על ידי גילוח כל הפרווה מהחלק העליון של הגולגולת. האזור המגולח צריך להרחיב רוחבי מאוזן לאוזן וקדמית, אחורית מהעיניים לסוף האחורי של הגולגולת. לחטא את העור החשוף עם שלוש consecutivמטליות דואר של פולידין ואחריו אתנול. עושה חתך מדיאלי בחלק העליון של הגולגולת, מבין העיניים לחלק האחורי של הגולגולת. נקה את הגולגולת עם מי חמצן ותמיסת מלח סטרילית (0.9% NaCl). שליטה בדימום בכלי צריבה. האתר ולסמן גבחת ומבדה לקביעת קואורדינטות stereotaxic. קואורדינטות Stereotaxic לתצורות גירוי אלקטרודה / optogenetic שהשתמשנו בי מוצגות בטבלת 1 והראו סכמטי באיור 1 א.
4. הכנה של אתרי השתלות בגולגולת
השתמש תרגיל שיניים במהירות גבוהה עם קצת 0.5mm כדור Burr להקים כל אתר שיושתל בגולגולת. Chamfer שולים החיצוניים של כל חור באמצעות 0.7 מ"מ קצת Burr כדור כדי להקל על החדרת בורג.
5. כניסה ואבטחה של cannulas, EMG הובלות והובלות EEG
הכנס ברגי EEG (0.8mm באורך, עם 2 סנטימטר של 3 ללא ציפוי0-מד נחושת משומר אוטובוס מראש חוט מולחם-לדפוק את הראש) לתוך החורים ולהסיע אותם ביד עם המברג מחורר מהפכות כ 4-5 להשיג את העומק הרצוי. החזק cannulas מדריך במקום עם בעל stereotaxic צינורית ואז להדביק אותם לגולגולת ועוגנים במלט אקרילי. כל מדריך צינורית צריכה להכיל קנולה / stylet דמה (פלסטיק אחד, חלק # C312 DC \ 1) ממועד הניתוח לזמן של ניסויים (10-14 ימים) כדי לשמור על patency.
6. סגירת אתר כירורגי
ברגע אא"ג וcannulas מדריך ממוקמים בגולגולת, האג"ח יחד עם מלט אקריליק שיניים (שיני לאנג - Ortho-Jet מלט). לאחר סטי בטון, למקם את מחבר הפלסטיק (חלק טכנולוגית Pinnacle # 8402) מעל תלולית הבטון היבשה. את הקצוות של חוטים הנובעים מהפניות EEG למגעים במחבר פלסטיק הלחמה. עוטף את החוט מוביל במלט. ואז למשוך את חוטי EMG דרך השריר העורפיעל ידי זזה שלהם לתוך החבית של מחט 21ga פלח שריר. לקשור הקשר של תפר ניילון 5-0 של מנתח כפול סביב חוטים אלה רק דיסטלי למקום שבו הם יוצאים לשריר. לתפור בחזרה את העור שבוטל כדי לגשת לרקמת השריר עם קשרי מנתח נקטעו בודדים, באמצעות חיתוך הפוך מחט P-3 ותפר הניילון 5-0.
7. שיכוך כאבים שלאחר הניתוח והתאוששות
לנהל עצירות כמשכך כאבים (0.1 מ"ג / ק"ג, תת עורי) וflunixin meglumine (0.1 מ"ג / ק"ג, תת עורי) כאנטי דלקתי מייד לאחר ניתוח, ומדי יום בימים 1-2 אחרי הניתוח. אפשר חיות להתאושש בתנאי דיור מושבה רגילים לפחות שבעה ימים לפני הניסויים. ללא טיפול נוסף מעבר לדיור מושבה הסטנדרטי, cannulas ניתן צפוי להישאר פטנט על לפחות שבועות עם stylets השכינה מובטחת במקום. חיישני EEG ו EMG צפוי גם לשמור עלפונקציונלי למשך זמן זה.
2. דור של אור מתוזמן קטניות
1. תכנות של יחידת Stimulus MC
חבר את יחידת MC-Stimulus (מערכות רבי ערוצים) באמצעות חיבור USB למחשב שולחני. השתמש בגיליון אלקטרוני, כגון ממשק משתמש MC-Stimulus לתכנת את יחידת Stimulus MC. הזן את מתח TTL הרצוי (היגיון טרנזיסטור טרנזיסטור) לתקופה ב, את משך זמן הגירוי לסירוגין תקופות, במספר המחזורים בשניים רצויים, והמספר הכולל של מחזורים חוזרים ונשנים לגירוי המפגש כולו. לפרטים נוספים עיינו במדריך טכני MC-Stimulus:
3. ייצור / הרכבה של הסיבים האופטיים Prתוארי למשלוח אור לקליפת המוח
- האספקה וציוד הדרוש נמצאות ב: http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf
- חיתוך וליטוש של כבלי סיבים אופטיים. Http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf
4. הרכבה של מערכת גירוי Optogenetic מכרסמת
1. ממשק של יחידת MC-Stimulus וליזר
ברגע שיחידת MC-Stimulus מתוכנת, להריץ אותו כמחולל אותות עצמאי של ינארי 5-Volt / כיבוי האות. חבר את יחידת MC-Stimulus ליחידת הכח מופעל TTL של הליזר עם מחברי BNC.
2. הפקת פלט ליזר באמצעות כבל סיב אופטי
השתמש בתצוגה הדיגיטלית וחיוג הספק משתנה של יחידת כוח הליזר לידניly להתאים את תפוקת החשמל של הליזר. חבר את יחידת כוח הליזר לליזר דרך כבל סרט. חבור את מתאם סיבים של הליזר למחבר FC זכר על כבל תיקון הסיבים האופטי (3 מ 'אורך, 200 מיקרומטר קוטר סיבי זכוכית הולכה עטופה באור משקף חיפוי פולימר Acrylate) נקבת FC (מחבר כובעון מתכת).
3. שינוע הליזר לבעלי החיים: מחלף רוטרי
חבר את כבל הסיב האופטי שמקורו (3 מ 'אורך) וכבל הסיב האופטי המשלוח (45 סנטימטר אורך) להתנגדות לקצוות של המפרק הסיבובי האופטי encasing שתי עדשות collimating (עדשות דוריים). המפרק הסיבובי הסיבים האופטי משמש כמחלף: כחיה נעה על הכלוב שלו, המפרק הסיבובי מסתובב כדי למנוע שבירה של כבלי הסיבים האופטיים. השתמש בקשרי כבל פלסטיק כדי להצמיד למחלף מתכת עומד להציב מעל הכלוב הגלילי שבחיה נמצא.
4. מצרף משלוח סיב אופטיכבלים לראש
לרסן את העכבר באמצעות יד אחת כדי להצמיד את העכבר בכף יד. אוריינט הראש בין אמצעו של הנסיין ואצבע המורה. הסר את צינורית הדמה ממדריך הצינורית הציבה לצינורית הסיבים האופטיות. נקה את צינורית המדריך של פסולת באמצעות מחט סטרילית 25ga. הכנס את כבל הסיב האופטי ביד ולהצמיד אותו לצינורית מדריך הסיבים האופטיות עם כובע בורג הליכים הוצלו מצינורית דמה. לשלוט בעומק ההחדרה של כבל הסיב האופטי במוח על ידי פקעת תפר הקשור בכבל הסיב האופטי במרחק קבוע מהקצה שטוח בקע. המנגנון הניסיוני כולו מוצג בתרשים 1B.
5. מדידה של שינה EEG מוגדר וריכוז לקטט במהלך גירוי Optogenetic
1. Precalibration של חיישן קטט
טרום כיול של חיישן קטט מבוצע עם במבחנההערכה (חלק Pinnacle טכנולוגיה # 7000-K1-T). החיישן הוא מתאזן בנאגר מלוח פוספט (pH 7.4), ואז נחשף לשלושה ריכוזים של L-חומצת חלב באופן הדרגתי לפרוטוקולי יצרן.
2. החדרת חיישן קטט וכבלי EEG
הכנס את החיישן מראש המכויל לצינורית הגולגולת הרכובה קטט המדריך באופן זהה להליך החדרת הסיב האופטי הכבל (סעיף 4.4). חבר את החיישן לקטט קדם המגבר של 8400 biosensor Pinnacle עם מחברי תקע דו קוטביים. צרף קדם המגבר הזה למחבר 8-PIN בheadmount המושתל-ניתוח.
3. הקמת עוצמת גירוי Optogenetic
לפני איסוף נתונים, השתמש בכפתור בקרת עוצמת הליזר כדי להתאים את עוצמת גירוי optogenetic. המשרעת של תגובת EEG תשתנה פני בעלי חיים, בשל גורמים שלא נחקרו באופן שיטתי, ד חייב להיות מאומת על ידי בדיקה חזותית בתחילת הגירוי. בפועל, עוצמת 80-120 μWatts תהיה בדרך כלל לייצר גידול במשרעת EEG של כ 50% בתדירות של גירוי. -Post hoc ניתוח מהיר התמרה (ראה סעיף 5.5) יש צורך לכמת את הבהירות המוחלטת של התגובה.
4. איסוף נתונים
איסוף נתונים באמצעות מערכת 8400 Pinnacle: http://pinnaclet.com/pal-8400.html.
5. עיבוד נתונים עם Neuroscore
לסווג לישון מדינות על ידי בדיקה ויזואלית של נתוני EEG וEMG עם Neuroscore הממשק (DataSciences, בינלאומי: http://www.datasci.com/products/software/NeuroScore_CNS_Software.asp) או Sirenia הממשק (Pinnacle הטכנולוגיה:f = היעד "http://www.pinnaclet.com/sirenia.html" = "_blank"> http://www.pinnaclet.com/sirenia.html). נתוני תהליך בתקופות של עשר שניות, בעקבות שינה, ללא תנועת עיניים מהירות, או שנת תנועות עיניים מהירות המבוססת על EEG וחברת EMG. שמור את הנתונים כגיליונות אלקטרוניים של Microsoft Excel לניתוח נוסף ובדיקה סטטיסטית.