מאמר שיטה

טראנס גירוי חשמלי מוחי בחולדות התראה

10.7K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/56242

⸱

2 בנובמבר 2017

 ,  , 
1Department of Neurology, Albert-Ludwigs-University Freiburg

במאמר זה

סיכום

פרוטוקול זה מתאר מלכודת כירורגי שקע אלקטרודה epicranial קבוע, אלקטרודה חזה מושתל בחולדות. על ידי הצבת של האלקטרודה השנייה לתוך השקע, סוגים שונים של גירוי חשמלי מוחי טראנס יכולים להינתן על מערכת התנועה בבעלי התראה דרך הגולגולת ללא פגע.

תקציר

גירוי חשמלי מוחי טראנס יכול לווסת דעתנית קורטיקליים ופלסטיות של בני אדם ומכרסמים. הצורה הנפוצה ביותר של גירוי אצל בני אדם הוא גירוי זרם ישיר טראנס (tDCS). בתדירות נמוכה יותר, טראנס זרם חילופין גירוי (טק) או טראנס רעש אקראי גירוי (tRNS), צורה מסוימת של טק באמצעות זרם חשמלי מוחל באופן אקראי בטווח תדר מוגדר מראש, משמש. העלייה חקר גירוי המוח החשמלי לא פולשנית בבני אדם, שניהם למטרות ניסויים קליניים, הניב צורך מוגבר בטיחות בסיסי, מכניסטית, מחקרים בבעלי חיים. מאמר זה מתאר מודל גירוי חשמלי מוחי טראנס (מלון טס) דרך הגולגולת שלם פילוח של המערכת המוטורית בחולדות התראה. הפרוטוקול מספק הוראות שלב אחר שלב הסידור כירורגי של שקע אלקטרודה epicranial קבועה בשילוב עם אלקטרודה מונה מושתל על החזה. על ידי הצבת של אלקטרודה לגירוי לתוך השקע epicranial, סוגי גירוי חשמלי שונים, להשוות tDCS טק, tRNS בבני אדם, יכולים להיגאל. יתר על כן, הם הציגו את צעדים מעשיים עבור מלון טס בחולדות התראה. צפיפות זרם יישומית, גירוי משך וסוג גירוי עשוי להיבחר בהתאם לצרכים ניסיוני. אזהרות, היתרונות והחסרונות של זה נידונות, כמו גם בטיחות וסבילות היבטים.

מבוא

הממשל טראנס של זרמים חשמליים למוח (מלון טס) שימש במשך עשרות שנים ללמוד את תפקוד המוח, כדי לשנות את ההתנהגות. יותר לאחרונה, החלת ישיר, זרמים, או בתדירות נמוכה יותר זרמים חשמליים (טק ו- tRNS), noninvasively דרך הגולגולת ללא פגע על ידי שימוש אלקטרודות שניים או יותר (anode(s) ו- cathode(s)) צבר ריבית מדעית וקלינית. בפרט, tDCS שימש בהפעלות יותר 33,200 לנסיינים בריאים, חולים עם מחלות מנוטלי, התפתחה כמו כספת ופשוט, יישום המיטה חסכונית, עם הפוטנציאל הטיפולי אפשרי, כמו גם לטווח ארוך תופעות התנהגותיות1. זה בבירור הניב את הצורך המוגבר ואת עניין מדעי במחקרים מכניסטית, כולל היבטי בטיחות. מאמר זה מתמקד הצורה הנפוצה ביותר של גירוי, tDCS.

על פני מינים, tDCS ממיקרו דעתנית קורטיקליים ופלסטיות סינפטית. שינויים דעתנית דווחו תלויי-קוטביות שינוי של קצב ירי עצביים ספונטנית חולדות וחתולים2,3,4, או שינויים מנוע עורר פוטנציאליים (חבר הפרלמנט האירופי) amplitudes בין בני אדם (עכברים שניהם גדל ואחרי anodal ירד לאחר cathodal tDCS: האדם5,6; העכבר7). Anodal DCS גדלה היעילות סינפטית של מנוע בקליפת המוח או בהיפוקמפוס synapses במבחנה למשך מספר שעות לאחר גירוי או potentiation לטווח ארוך (LTP), כאשר שיתוף להחיל עם קלט מסוים סינפטית חלש או כאשר ניתנת לפני הפלסטיות וגורם לגירוי8,9,10,11,12. בהתאמה, היתרונות של גירוי על הצלחה אימונים מוטוריים או קוגניטיבי לעיתים קרובות מתגלים רק אם tDCS הוא שותף יישומית עם הדרכה8,13,14,15. בעוד ממצאים קודמים אלה מיוחסות בעיקר פונקציות של נוירונים, יצוין כי תאים שאינם עצבית (עכשיו, דונלד) עשוי לתרום גם תפקודית השפעות tDCS. למשל, רמות הסידן תאיים astrocytic גדל במהלך tDCS anodal עכברים התראה16. באופן דומה, tDCS anodal-צפיפות זרם מתחת לסף עבור הקשורים ניוון מוחיים המושרה הפעלה התלויים של מינון של מיקרוגלייה17. עם זאת, מודולציה של נוירון-עכשיו, דונלד אינטראקציה באמצעות tDCS צריך עוד חקירה ספציפיות.

מחקר ביחד, בעלי חיים צילום מתקדמות בבירור ההבנה שלנו של השפעת modulatory tDCS דעתנית, פלסטיות. עם זאת, יש נצפות "הפער translational הופכי" גידול מעריכי בפרסומי מחקרים tDCS אנושי בניגוד להאטה, קטין עלייה חקירות של המנגנון הבסיסי של מלון טס במבחנה , ויוו בבעלי חיים. בנוסף, מלון טס מכרסמים מודלים מבוצעים עם השתנות גבוהה מעבר מעבדות מחקר (החל transdermal גירוי epicranial), גירוי דווח על ההליכים הם לעתים קרובות אינם שקופים לגמרי. הפרעה comparability של ו replicability של מחקר בסיסי נתונים, כמו גם פרשנות של תוצאות.

כאן נתאר בפירוט מימוש מלכודת גירוי המוח טראנס מיקוד קליפת המוח המוטורית העיקרי, אשר מאפשר תרגום התנאי tDCS האנושי תוך מזעור השתנות, ומאפשר גירוי חוזרות ללא ניתוח הפרעה ההתנהגות. פרוטוקול צעד אחר צעד עבור מלון טס עוקבות בחולדות התראה מסופק. נדונים היבטים מתודולוגיים הרעיוני של היישום בטוח של מלון טס בחולדות התראה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

למחקר המערבות בעלי חיים, יש להשיג את האישורים הרלוונטיים (ספציפיים-למדינה) לפני תחילת הניסויים. ניסויים בבעלי חיים כל דיווח על מבוצעות על פי האיחוד האירופי הוראת 2010/63/האיחוד האירופי, החוק המעודכן הגרמני להגנת בעלי חיים (" Tierschutzgesetz ") של יולי 2013, ובתקנות מעודכן מחקר בבעלי חיים הגרמנית של אוגוסט 2013. פרוטוקולים בעלי חיים אושרו על-ידי הרשויות המקומיות " הוועדה לניסויים בבעלי חיים של מועצה אזורית של פרייבורג (freiburg) " ו- " הוועדה לניסויים בבעלי חיים פרייבורג במרכז הרפואי אוניברסיטת ".

1. הכנה של מכשור וחומרים לניתוח

  1. ודא שהפריטים המופיעים באיור 1 הם זמינים, להציב כבר לניתוח.
  2. להכין צלחת פלטינה מלבני דק (למשל, 10 מ מ x 6 מ"מ x 0.15 מ"מ), אשר לשמש האלקטרודה מונה הניח subcutaneously על החזה, ולהרביץ שני חורים קטנים שתי פינות נגדיות של הצלחת-
  3. הלחמה כבל מבודד באורך של ~ 10 ס מ באמצעות חייל בדיל ללא עופרת לאחת הפינות (ללא חור) של צלחת פלטינה.
  4. למרוח טיפה קטנה של דבק היסטו-אקריליק על המפרק הלחמה לבידוד.

2. הכנה של מכרסם הניתוח

  1. להקצות מספר לימוד למכרסמים ורשום זה על הניתוח מוכן ואחרון
  2. שוקל למכרסמים ורשום את המשקל על כרטיס ניתוח. לחשב את המינון של הזרקת חומרי הרדמה (למשל, קטמין 100 מ"ג/ק"ג משקל גוף בתוספת חריגות השירותים הווטרינריים 70 מ"ג/ק"ג משקל גוף עבור חולדות).
  3. Induce הרדמה בזריקה בקרום הבטן (i.p.) של הסכום המחושב של חומרי הרדמה.
    הערה: בעת שימוש באינהלציה הרדמה במקום (למשל, איזופלוריין), מקום למכרסמים תא אינדוקציה עם זרימה רציפה של ~ 4% חמצן 1-2 L/min.
  4. בדיקת עומק הרדמה על ידי רפלקס קמצוץ הבוהן מתחיל 5 דקות פוסט הזרקה. אם רפלקס קמצוץ של הבוהן עדיין קיימת, להגיע התמשכות והעמקתו של הרדמה בזריקה של 30% של המינון הראשוני.
    1. אם בכל נקודת זמן הניסוי מחזירה רפלקס קמצוץ של הבוהן, 30% של המינון ההתחלתי של הרדמה צריך להיות מוזרק.
    2. בעת שימוש באינהלציה הרדמה, לחפש אובדן רפלקס בתנוחה למכרסמים בבית הבליעה אינדוקציה וסמנו את עומק ההרדמה היעדרה של רפלקס קמצוץ הבוהן. אם הרפלקסים עדיין קיימות, להאריך את המשך בבית הבליעה הרדמה. לאורך כל הניסוי כולו, להתאים את האחוז של איזופלוריין לעומק של הרדמה עד שהגיע ריכוז תחזוקה של ~1-1.5% איזופלוריין.
    3. כאשר התדירות של נשימה ירידות, מתנשף, להוריד את האחוז; כאשר למכרסמים חוזר את רפלקס קמצוץ של הבוהן או מראה תנועה ספונטנית, להגדיל את האחוז של שאיפת הרדמה.
  5. ברגע רפלקסים נעדרים, מקום למכרסמים על הספסל מעבדה או להחזיק את זה ביד.
    הערה: בעת שימוש באינהלציה הרדמה, לספק איזופלוריין מופחת המשך זרימה (עכשיו בין 2-3%) באמצעות זרבובית מחובר של מפוחים.
  6. להסיר את השיער על החולדה ' ראשו על ידי גילוח באזור מאוזן לאוזן, את רמת rostral עין רק מאחורי האוזניים עם בטלוויזיה. ואז להסיר את השיער על החזה על ידי גילוח באזור שבין forelimbs מן מצאתי עד עצם הבריח.
    הערה: יש לשמור על עור תחת מתח מקלה על הגילוח-
  7. מכסים את העיניים של העכברוש עם טיפה של העין משחה כדי להגן על הקרנית.
  8. לסמן את העכברוש ' s האוזן לפי מספר הלימוד שהוקצו.
    הערה: בהתאם לאורך המחקר, סימן הזנב עשויה להספיק, אחרת earmarking תקנית עדיפה.

3. הליך כירורגי: החזה אלקטרודה ההשתלה

הערה: שלב זה ניתן לדלג האלקטרודה מונה ממוקם באופן חיצוני על החזה המגולח עם אפוד.

  1. מקום למכרסמים מועדים (על החזה) על שולחן הניתוח.
    הערה: במקרה של שאיפה הרדמה, לשמור את העכברוש ' s החוטם להציב הנחיר הרדמה, שמצמצם עוד יותר את הריכוז איזופלוריין ל- 1.5-2%.
  2. לחטא את הקרקפת מגולח עם תרסיס חיטוי או עם מקלון טבולים הסוכן חיטוי (למשל, אתנול 70%) ותנו air-dry. חזור על פעמיים.
  3. לחתוך את העור עם איזמל בשורה אחת מרמת עין rostral של רמת אמצע האוזן.
    הערה: זה מאפשר עבור tunneling של כבל חיבור של האלקטרודה חזה מושתל בקצה העליון של הראש, והוא גם החתך הרצוי עבור מיקום שקע אלקטרודה DCS-
  4. להפוך את החולדה למיקום פרקדן, כך בחזה חשוף.
  5. לחטא את העור של החזה כפי שמתואר בשלב 3.2.
  6. העלה את העור לרוחב החזה נכון עם מלקחיים רקמות וחותכים בדש עם מספריים קטנות של כ 0.5 ס מ המדיאלי של השחי הנכון. ואז לעשות חתך ישר הסאגיטלי בכיוון הגולגולת עם המספריים.
  7. טופס נרתיק תת עורית על-ידי atraumatically התנתקות העור מ השריר החזה השמאלי. לעשות זאת על-ידי פתיחת שוב ושוב את המספריים קטן (או ספוגית כותנה רטוב מלוחים).
  8. להפוך את החיה בצד ימין שלה לחפור מנהרה הנתיב כבל מהפינה השמאלית העורפית של העור הראשי נפתח לאורך הצוואר כדי לצאת לתוך המשקה החזה על ידי חדירה שטחית fascia באמצעות מלקחיים homeostatic.
  9. לפתוח בזהירות את המלקחיים homeostatic לתפוס את הקצה של כבל אלקטרודה מחוברת האלקטרודה פלטינה מבלי לאפשר חוטים חד תתעה. משוך את הכבל דרך המנהרה עד האלקטרודה נכנס לתיק מונחה עם נקודת הלחמה לכיוון hindlimb השמאלי מכרסמים. להפוך למכרסמים בחזרה אל בטנם.
  10. לתקן את הצלחת פלטינה סטרילי סינתטי קלועה נספגים בתפר כדי fascia החזה-השניים מנוגדים פינה חורים (4-5 קשרים מומלצים ליציבות).
  11. באופן דומה חבר את הכבל fascia על ידי קשר רופף, ויוצרים לולאה קטנה לפני הכניסה של המנהרה רקמות.
  12. לסגור את העור עם 3-4 תפרים עורית בהתאם לגודל של החתך (יכול לשמש באותו חומר תפר באשר האלקטרודה וכבל).

4. הליך כירורגי: מיקום של מלון Epicranial טס שקע

  1. המקום החיה בתוך מסגרת סטיאוטטי.
    הערה: אם באמצעות אינהלציה הרדמה, תוריד את הריכוז של ההרדמה לזרימה איזופלוריין תחזוקה של ~1.5-1%, לכוונן הבוהן קמצוץ רפלקס ודפוס נשימה.
  2. לחטא את הקרקפת מגולח כפי שמתואר בשלב 3.2.
  3. לחתוך את העור עם איזמל בשורה אחת מרמת עין rostral של רמת אמצע האוזן.
    הערה: אם placem אלקטרודה החזהאף אוזן גרון בוצעה, שלבים 4.2 ו- 4.3 כבר בוצעו.
    4. חילופי
  4. מגרדים את קרום העצם (רקמת חיבור על הגולגולת) לצדדים עם האזמל וביסודיות לנגב עם כותנה. שמלמדות את רקמת החיבור ב- 4 הפינות של החתך עם תופסנים בולדוג ולתת להם לתלות רוחבית שתפקח את שדה הניתוח.
  5. החל saline 0.9% כדי לנקות את פני השטח של עצם ורקמות עם ספוגיות כותנה. לאחר מכן לנקות את השטח העצם ב 3%-H-2 O-2. להימנע ממגע עם הרקמה. בזאת העצם ינוקו באופן יסודי יותר והוא מדמם קלות העצם יופסק. כמו כן, שאריות של קרום העצם הופכים לגלויים. להסיר את שאריות אלה באמצעות מקלון צמר גפן הפעלת לחץ מתון.
    הערה: הסרת קרום העצם שנשאר משהו יגדל אדהזיה ועמידות של השקע מלון טס דבוק אל העצם.
    1. במקרה של דימום בלתי ניתן לעצירה, להשתמש תרגיל עצם ולגעת בה עבור s 1-3 עם לחץ קל על העצם. הליך מכני ברוב המקרים לעצור את הדימום ללא חימום משמעותית. לעולם לא משתמשים electrocautery על העצם; יישום אפילו קצרה תגרום נזק לרקמות המוח (electrocautery אמור אך ורק לשמש רקמת הפצע מדמם).
  6. כפי בורגי קיבוע תשפר את הגדרת הדבקות, לבחור מקדחה מתאים לגודל הבורג. במקום שני נקבים על שתי צלחות עצם שונה על ידי קידוח מראש עם מקדח יד ולאחר מכן על-ידי יישום לחץ אנכי קל עם הנוהל העצם. הימנע בסמיכות למיקום הרצוי של השקע מלון טס, כמו זה עלול לעכב שוכבים בבית האלקטרודה (למשל, עבור השמאלי הראשי המוטוריים בקליפת המוח מלון טס, בחר מיקום בורג הקודקוד ימינה הקדמי, האחורי)-
  7. במקרה של אלקטרודה מונה מושתל, בור חור שלישי ממוקם בדופן העצם האחורי נכון עבור קיבעון העתידי של הכבל tunneled.
  8. למקם את הברגים פלסטיק נקבים ולהתעסק עד החיכוך הראשון מורגשת. לאחר מכן לבצע שלושה סיבובים בורג נוספים 180 °. בדוק עם מלקחיים ליציבות של הבורג ולהוסיף תור נוסף אם לא חזק מספיק.
    הערה: עבור חולדות למבוגרים זה יבטיח מיקום אפידורל הברגים ללא פגיעה של דורא או המוח (בהתאם לעיצוב חריטה, הפנייה המספר עשוי להשתנות). השימוש של ברגי נירוסטה גם צריך להיות ריאלי, מאז אפילו על בקרי תחום צפיפויות הזרם מעל הסף הקשורים ניוון מוחיים, מיקום בורג perturb לא למיקום הנגע או במידה מתחת הברגים.
  9. התור על המלחם ועל החום מראש עבור 5 דק הרוח את כבל היציאה המנהרה רקמת occipitally סביב הבורג הקודקוד נכון ולאחר מכן לחתוך אותו, עוזב כ 1 ס מ כבל מאחור פתלתל. בזהירות להתפשט הבידוד בקצה של הכבל עם אזמל.
  10. לתקן את הכבלים winded בורג, עצם עם דבק cyanoacrylic.
  11. להחיל כמות קטנה של נטול עופרת הבדיל-הלחמה על המחבר ועל את חוטי חשמל חשופים של הכבל אלקטרודה מונה ולהתחבר הן על ידי לחיצה קצרה על שני החלקים מראש מולחם יחד תוך נגיעה בקצה הלחמה עד הבדיל-הלחמה נמס (בערך 2-3 s). הסר את הטיפ הלחמה מיד כדי למנוע חימום מתכת מוגזמת של הכבל עם נזק לרקמות עוקבות.
  12. לאסוף את השקע אלקטרודה מלון טס תוצרת אישית ( איור 1B, באדום) עם מלקחיים עצה כפופות, מחודד, למרוח שכבה דקה של cyanoacrylic דבק על החישוק התחתון של ה-socket. עבור מיקום מעל קליפת המוח המוטורית באמצעות שקע בקוטר 4 מ מ, מקם את נקודת שקע באמצע קדמי 2 מ"מ, 2 מ מ לרוחב מ bregma. למשרה זו, הגבול המדיאלי הפנימי של השקע צריכים לסיים ישירות על התפר המשונן, הגבול סימטרית צריכים לסיים בשיא bregma. הקש על ה-socket בקצרה על העצם (רוב cyanoacrylic דבקים להקשיח מהלחץ).
    הערה: הצבת מקור אור ישירות מעל השקע יכולה להקל על הצבת ה-socket.
  13. ודא העצם בתוך האזור של השקע הינה ללא דבק (על-ידי בדיקה עם אור כי הדבק לא רעיוני). במקרה של דבק לשפוך, להסיר את השקע, לגרד את הדבק עם האזמל, וחזור על שלב 4.12.
  14. לאחר השקע נמצא במקום ואת אזור גירוי עתידי ללא דבק, חותם קודם את הגבול לרוחב של השקע לרקמות שכנות עם טיפה קטנה של cyanoacrylic דבק כדי למנוע גשר נוזל זה עלול להוביל עיתוק של הנוכחי במיקום זה. אל תחיל מידי דבק כמו זה יכול לזרום לתוך אזור גירוי (במקרה זה, לחזור לשלב 4.12).
    הערה: שמירה על גירוי באזור ללא דבק זה חיוני הפחתה של אזור גירוי עלולה להגדיל באופן משמעותי צפיפות זרם (A/m ²).
  15. לכסות את כל הברגים עם דבק cyanoacrylic.
  16. מערבבים הבטון שיניים שני-רכיב אקרילי צינור סיליקון קטן או זכוכית. ברגע זה הופך צמיגה, להחיל אותו עם מרית שיניים לסגירת הגבול הנותרים של השקע עד העצם. להימנע כל זרימת צמנט אקרילי שיניים לתוך האזור גירוי.
  17. סוף סוף לכסות כל הגולגולת, ברגים, מונה אלקטרודה בכבלים, השקע עד ⅓ של השקע עם צמנט אקרילי שיניים. ודא כי הבטון יש צמיגות הנכון: אם יותר מדי נוזלים, זה יזרום לתוך הרקמה שמסביב; אם קשה מדי קשה להפיצה באופן שווה.
  18. כאשר כל עצם מכוסה הבטון הוא התקשה להסיר את התפסים בולדוג; העור צריך רק לגעת הבטון הבנוי כך תפירת לא נחוצה. (אם החתך הראשוני היה נבחר יותר מדי זמן, רקמת חיבור או שריר מוצגת, החל בתפר כפי שמתואר בשלב 3.12).
  19. למרוח שכבה אחת של יוד באמצעות מקלון צמר גפן סביב הגבול של העור לחתוך ולהזריק subcutaneously carprofen (5 מ"ג/ק"ג משקל גוף מומס 5-7.5 מ ל תמיסת 0.9% עבור החלפת נוזלים וטיפול בכאב).
    הערה: אם באמצעות אינהלציה הרדמה, לכבות אותו עכשיו.
  20. מקום למכרסמים בתיבה התחממות כדור הארץ על מנת ההתאוששות מן ההרדמה עד למכרסמים ער יציבות בתנוחה משוחזר.
    הערה: לבדוק את החיה ' s משקל פיתוח, פצע קריטריונים רווחה המדינה, ואת כללי מדי יום על פי המוסד ' המלצה s.

5. הליך גירוי חשמלי טראנס

הערה: כמו הרדמה משפיע על מלון טס אפקטים, ביצוע הגירוי בחולדות התראה במידת האפשר מומלץ. לאפשר למכרסמים לשחזר לפחות 5 ימים (לריפוי הפצע בראש ובחזה) לפני תחילת הניסויים. ניסויים יכול להתבצע בנקודות זמן מוקדם יותר לאחר הניתוח כאשר באמצעות אלקטרודה מונה חיצוני קבוע עם אפוד, הפצע בחזה הוא עצבני ביותר; אבל בעלי חיים צריך להיות בלתי בו באפוד אלקטרודה במשך מספר ימים, עלולות לגרום הפרעה התנהגותית משימות.

  1. מילוי השקע אלקטרודה מלון טס חצי עם סליין 0.9% ולהסיר את בועות האוויר.
  2. להיותפור cathodal tDCS הפעלות, תמיד לבדוק הכלרה או במידת הצורך (כגון מבריק כסף משטח), chlorinate מחדש האלקטרודה Ag/AgCl. לפני anodal tDCS הפעלות, הסר אפשרי עודפי הפקדות AgCl stimulations הקודם עם נייר זכוכית כדי לאפשר מוליכות טובה במהלך גירוי. בורג ב מלון טס אלקטרודה בורג הכיפה ( איור 1B, החלק האפור).
    התראה: אי-מחדש chlorinate האלקטרודה בין ההפעלות cathodal tDCS יוביל תשישות של הכלרה במהלך גירוי, הצטברות רעילה אלקטרוכימי התגובה. זה יגרום נזק לרקמות. הכלרה מחדש אינה דרושה בתוך מושב בודד אם משך גירוי הוא קצר יותר מאשר 20 דק
  3. לחבר את הכבלים המחברים שני על הראש (לגירוי anodal, anodal הכבל למחבר על המכסה בורג, לגירוי cathodal, זה הפוך).
    הערה: בעת שימוש אלקטרודה מונה שמוקם מבחוץ, לכסות האלקטרודה מונה עם ג'ל מוליך והמקום על מכרסם ' s החזה. . זה יותר נוח. אם האלקטרודה נקבע מראש באפוד מכרסמים קטנים, אשר למכרסמים יכול ללבוש במהלך גירוי.
  4. המקום למכרסמים לתוך הכלוב ניסיוני, עם הכבלים מחוברים בתוך התאים מעל הכלוב המאפשר בחינם תנועה-
  5. להפעיל את ממריץ ולהתאים את הפרמטרים גירוי (עוצמת גירוי, משך, שיפוע לאורך זמן).
  6. כאשר לא בשימוש של התקן מסחרי למניעת גירוי עם בטיחות כיבוי, ניתוק האזעקה, כולל מד במעגל כדי לבדוק את זרם קבוע הנוכחי.
    הערה: עם זו הגדרת, גירוי יכול להיות מיושם במהלך ביצועים או הדרכה של פעילויות התנהגותיות.
  7. לחפש סימנים של לחץ או חוסר נוחות של מכרסם במהלך גירוי.
  8. לאחר הסיום של הגירוי, לנתק את הכבלים, להתיר את האלקטרודה כובע על הראש, ולא יבש ונקי השקע באמצעות מקלון צמר גפן. לחזור מכרסם את האווירה בבית או להמשיך עם הליך התנהגותיות במידת הצורך.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

יישום שתואר מלכודת אמין מלון טס חוזרות בחולדות ההתראה ניתן לשלב בקלות מכניסטית ניסויים, מחקרים מנה-תגובה או ניסויים לרבות פעילויות התנהגותיות. עד כה, comparability של נתונים ממחקרים על בעלי חיים באמצעות מלון טס (לא פולשנית) מתעכבת על ידי ההשתנות של שבחבורה גירוי מלון טס בין מעבדות על ידי הבדלים בפרמטרים גירוי (למשל, צפיפות זרם שונים שיוחלו מופקעים ברמות גבוהות בהשוואה היישום אנושי). לפיכך, ערך אינפורמטיבי של מחקר בבעלי חיים בתחום של מלון טס מוגבל. מאמר זה מציג הצגה מלון טס אשר קל...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

פרוטוקול זה מתאר ושלבי למימוש כירורגי מלכודת מלון טס קבוע, כמו גם לגירוי עוקבות בחולדות התראה וחומרים טיפוסי. במהלך הכנת מכרסם מלון טס ניסוי, מספר היבטים מתודולוגיים (הבטיחות והסבילות של מלון טס, התוצאה פרמטר), כמו גם היבטים קונספטואליים (comparability עם מצב האדם, ההשפעה הצפויה של גירוי על מוח מסוים אזור) צריך להילקח בחשבון. מנקודת מבט מתודולוגי, הסידור כירורגי של השקע הגולגולת מלון טס עם האלקטרודה מונה חזה מושתל יש יתרון ללימודי האורך, שכן הוא מאפשר עבור היישום ההתראה, לנוע בחופשיות מכרסמים. Habituation של מכרסם חיבורי...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים אין לחשוף.

תודות

עבודה זו נתמכה על ידי קרן מחקר גרמני (DFG RE 2740/3-1). אנו מודים פרנק Huethe, תומאס גינתר לייצור שבאתר מלון טס מחוייט הקמה DC-מגרה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
Softasept NB. Braun Melsungen AG,
Melsungen, Deutschland		3887138חומר חיטוי
אתנול 70Carl Roth GmbH & Co. KG, קרלסרוהה, דויטשלנדT913.1
מלקחיים עם קצה מקושתFST כלים מדעיים עדינים , היידלברג, דויטשלנד11071-10
מלקחיים לאיריס, 10 ס"מ, ישר, משונניםWorld Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב15914
ידית אזמל #3, 13 ס"מWorld Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב500236
להב אזמל סטנדרטי #10World Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב500239
ספוגיות תאית זלטןLohmann und Rauscher, Neuwied, דויטשלנד133495 x 4 ס"מ 
IsofluraneAbbVie Deutschland GmbH & CoN01AB06
מספריים איריס, 11.5 ס"מ,Straight World Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב501758מספריים קטנות
צמר גפן / ניצני כותנהCarl Roth GmbH & Co. KG, קרלסרוהה, דויטשלנדEH12.1Rotilabo
Kelly, 14 ס"מ, StraightWorld Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב501241אלקטרודה מהדק כירורגית
(פלטינה)בהתאמה אישיתWissenschaftliche Werkstatt Neurozentrum Uniklinik Freiburg, Deutschland10x6 מ"מ, 0.15 מ"מ עובי
גדילי נחושת מבודדים (קוטר ~1 מ"מ)Reichelt elektronik GmbH & Co. KG, Sande, גרמניהכבל אלקטרודהLITZE BL
Weller EC 2002 M תחנת הלחמהWeller Tools GmbH, Besigheim, גרמניה
EC2002M1D Iso-Core EL 0.5 מ"מFELDER GMBH Lö ttechnik, Oberhausen, Deutschland 20970510הלחמה ללא עופרת
MERSILENE סיבי פוליאסטר תפרג'ונסון & Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, גרמניהR871Hתפר קלוע שאינו נספג, 4-0
HistoacrylB. Braun Melsungen AG,
Melsungen, Deutschland		9381104ציאנואקרילט
קטמין 10%Medistar GmbH, גרמניהn/aחומרי הרדמה
Rompun 2% (קסילזין)Bayer GmbH, גרמניהn/aחומרי הרדמה
% מלקחיים המוסטטיים לוחית

מקורות

  1. Bikson, M., et al. Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016. Brain Stimul. 9 (5), 641-661 (2016).
  2. Bindman, L. J., Lippold, O. C., Redfearn, J. W. The action of brief polarizing currents on the cerebral cortex of the rat (1) during current flow and (2) in the production of long-lasting after-effects. J Physiol. 172, 369-382 (1964).
  3. Gartside, I. B. Mechanisms of sustained increases of firing rate of neurones in the rat cerebral cortex after polarization: role of protein synthesis. Nature. 220 (5165), 382-383 (1968).
  4. Purpura, D. P., McMurtry, J. G. Intracellular activities and potential changes during polarization of motor cortex. Neurophysiol. 28 (1), 166-185 (1965).
  5. Nitsche, M., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. J Physiol. 527 (Pt 3), 633-639 (2000).
  6. Nitsche, M. A., Paulus, W. Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans. Neurology. 57 (10), 1899-1901 (2001).
  7. Cambiaghi, M., et al. Brain transcranial direct current stimulation modulates motor excitability in mice. Eur J Neuro. 31 (4), 704-709 (2010).
  8. Fritsch, B., et al. Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning. Neuron. 66 (2), 198-204 (2010).
  9. Ranieri, F., et al. Modulation of LTP at rat hippocampal CA3-CA1 synapses by direct current stimulation. J Neurophysiol. 107 (7), 1868-1880 (2012).
  10. Kronberg, G., Bridi, M., Abel, T., Bikson, M., Parra, L. C. Direct Current Stimulation Modulates LTP and LTD: Activity Dependence and Dendritic Effects. Brain Stimul. 10 (November), 51-58 (2016).
  11. Sun, Y., et al. Direct current stimulation induces mGluR5-dependent neocortical plasticity. Ann Neurol. 80 (2), 233-246 (2016).
  12. Podda, M. V., et al. Anodal transcranial direct current stimulation boosts synaptic plasticity and memory in mice via epigenetic regulation of Bdnf expression. Sci Rep. 6, 22180(2016).
  13. Reis, J., Fritsch, B. Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation. Curr opin Neurology. 24 (6), 590-596 (2011).
  14. Buch, E. R., et al. Effects of tDCS on motor learning and memory formation a consensus and critical position paper. Clin Neurophysiol. 128 (4), 589-603 (2017).
  15. Reis, J., Fischer, J. T., Prichard, G., Weiller, C., Cohen, L. G., Fritsch, B. Time- but not sleep-dependent consolidation of tDCS-enhanced visuomotor skills. Cerebral cortex. 25 (1), 109-117 (2015).
  16. Monai, H., et al. Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain. Nature Comm. 7, 11100(2016).
  17. Gellner, A. -K., Reis, J., Fritsch, B. Glia: A Neglected Player in Non-invasive Direct Current Brain Stimulation. Front Cell Neurosci. 10, 188(2016).
  18. Takano, Y., Yokawa, T., Masuda, A., Niimi, J., Tanaka, S., Hironaka, N. A rat model for measuring the effectiveness of transcranial direct current stimulation using fMRI. Neurosci Lett. 491 (1), 40-43 (2011).
  19. Islam, N., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. Anodal polarization induces protein kinase C gamma (PKC gamma)-like immunoreactivity in the rat cerebral cortex. Neurosci Res. 21, 169-172 (1994).
  20. Islam, N., Aftabuddin, M., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. Increase in the calcium level following anodal polarization in the rat brain. Brain Res. 684 (2), 206-208 (1995).
  21. Rohan, J. G., Carhuatanta, K. A., McInturf, S. M., Miklasevich, M. K., Jankord, R. Modulating Hippocampal Plasticity with In Vivo Brain Stimulation. J Neurosci. 35 (37), 12824-12832 (2015).
  22. Wachter, D., et al. Transcranial direct current stimulation induces polarity-specific changes of cortical blood perfusion in the rat. Exp Neurol. 227 (2), 322-327 (2011).
  23. Koo, H., et al. After-effects of anodal transcranial direct current stimulation on the excitability of the motor cortex in rats. Rest Neurol Neurosci. 34 (5), 859-868 (2016).
  24. Liebetanz, D., et al. After-effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on cortical spreading depression. Neurosci Lett. 398 (1-2), 85-90 (2006).
  25. Fregni, F., et al. Effects of transcranial direct current stimulation coupled with repetitive electrical stimulation on cortical spreading depression. Exp Neurol. 204 (1), 462-466 (2007).
  26. Cambiaghi, M., et al. Flash visual evoked potentials in mice can be modulated by transcranial direct current stimulation. Neurosci. 185, 161-165 (2011).
  27. Dockery, C. A., Liebetanz, D., Birbaumer, N., Malinowska, M., Wesierska, M. J. Cumulative benefits of frontal transcranial direct current stimulation on visuospatial working memory training and skill learning in rats. Neurobiol Learn Mem. 96 (3), 452-460 (2011).
  28. Faraji, J., Gomez-Palacio-Schjetnan, A., Luczak, A., Metz, G. A. Beyond the silence: Bilateral somatosensory stimulation enhances skilled movement quality and neural density in intact behaving rats. Behav Brain Res. 253, 78-89 (2013).
  29. Pikhovych, A., et al. Transcranial Direct Current Stimulation Modulates Neurogenesis and Microglia Activation in the Mouse Brain. Stem Cells In. , 1-10 (2016).
  30. Rueger, M. A., et al. Multi-session transcranial direct current stimulation (tDCS) elicits inflammatory and regenerative processes in the rat brain. PloS one. 7 (8), e43776(2012).
  31. Liebetanz, D., Koch, R., Mayenfels, S., König, F., Paulus, W., Nitsche, M. A. Safety limits of cathodal transcranial direct current stimulation in rats. Clinical Neurophysiol. 120 (6), 1161-1167 (2009).
  32. Yoon, K. J., Oh, B. -M., Kim, D. -Y. Functional improvement and neuroplastic effects of anodal transcranial direct current stimulation (tDCS) delivered 1 day vs. 1 week after cerebral ischemia in rats. Brain Res. 1452, 61-72 (2012).
  33. Spezia Adachi, L. N., et al. Exogenously induced brain activation regulates neuronal activity by top-down modulation: conceptualized model for electrical brain stimulation. Exp Brain Res. 233 (5), 1377-1389 (2015).
  34. Jackson, M. P., et al. Safety parameter considerations of anodal transcranial Direct Current Stimulation in rats. Brain, behavior, and immunity. , (2017).
  35. Ordek, G., Groth, J. D., Sahin, M. Differential effects of ketamine/xylazine anesthesia on the cerebral and cerebellar cortical activities in the rat. J Neurophysiol. 109 (5), 1435-1443 (2013).
  36. Sykes, M., et al. Differences in Motor Evoked Potentials Induced in Rats by Transcranial Magnetic Stimulation under Two Separate Anesthetics: Implications for Plasticity Studies. Front Neural Circ. 10, 80(2016).
  37. Zhang, D. X., Levy, W. B. Ketamine blocks the induction of LTP at the lateral entorhinal cortex-dentate gyrus synapses. Brain Res. 593 (1), 124-127 (1992).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

tES

מאמרים קשורים