מודלים התקף אקוטי יכול לשכפל בהצלחה מזכיר אירועים התקפי שנצפתה על העוויתיים (EEG) של אנשים חווים התקף electrographic חתימות. חוקרים משתמשים אלה אירועים דמויי התקפי (המכונה בזאת התקפי 'אירועים' ') כתחליף עבור אירוע פרכוס1. קלינית, אירועי התקפי. לשמש כמדד מהימן לאירועים פרכוס מאז ההתקפים הפרעה נוירולוגית שמקורה במוח. יחידת ניטור אפילפסיה, נוירולוגים להסתמך על הגילוי של אירועים התקפי. כדי לאשר את אזור epileptogenic של המוח ולבודד אותו עבור כריתה2. בנמרץ, רופאים לפקח על פעילות התקפי. כדי להעריך אם כל פעילות ההתקף נמשך חולים מסומם3. שליטה התקפים נותר נושא מאתגר עבור הקהילה הרפואית, כמו 30% מהחולים אפילפסיה עמידים סמים תרופות זמינות4,5, 10% במקרים רפואיים שיכרון התקפים של הם להגיב הטיפול הסטנדרטי3. זה מציג בעיה רצינית עבור החברה, 10% מהאוכלוסייה האמריקאית היא prospected לחוות אירוע פרכוס אחד ךלהמב, 3% צפויים לפתח אפילפסיה6.
לומד התקפים במודלים אפילפסיה כרוני הוא יקר, מייגעת, לעתים קרובות לקחת חודשים להתכונן7. . זה גם קשה לבצע הקלטות אלקטרופיזיולוגיות במעבר בחופשיות חיות... ניסויים קליניים בבני להתמודד עם בעיות דומות, כמו גם מורכבויות נוספות הקשורות החולה והסכמתו, השתנות הרקעים של המשתתפים, מעורבים שיקולים מוסרי וערכי,8. מודלים התקף אקוטי, מצד שני, הם חיוביים כי הם יחסית נוח להכין חסכוניים, מסוגל לייצר כמויות גדולות של אירועי התקפי. המחקר9. בנוסף, הרקמה קבוע בעמדה יציבה, אז התנאים אידיאליים לביצוע ההקלטות אלקטרופיזיולוגיות צריך להתעמק פרכוס dynamics, הפתופיזיולוגיה הקשורה הבסיסית. מודלים התקף אקוטי להישאר חיובית על מודלים סיליקו (מחשב) משום שהם מבוססים על החומר הביולוגי מורכב הרשת של המוח העצבית המרכיבים אותה עם כל הגורמים הטבועים קישוריות סינפטית, זה עשוי לא להילכד על-ידי מחשב אפילו הכי מפורט מודלים10. תכונות אלה להפוך התקף אקוטי מודלים צפוי להיות יעילים הקרנת עבור טיפולים אנטי-אפילפטית פוטנציאליים ולגרום ממצאים ראשוניים לפני קידום אותם לחקירה נוספת באפילפסיה כרונית מודלים של ניסויים קליניים.
בדרך כלל, התקף אקוטי מודלים נגזרות רקמת מוח נורמלי, זה כבר נתון לתנאים hyper-טמפרמנט. לזירוז הרלוונטית קלינית אירועי התקפי ברקמת המוח בריא, חשוב להבין כי המוח מתפקד בצורה אופטימלית המצב קריטי11 עירור (E) וניגוד (I) איפה מאוזנת12. הפרעה של ה-E-אני האיזון יכול להוביל המדינה תפיסה היפר-טמפרמנט שבה אירועי התקפי. לזרז. בהתאם לכך, במסגרת מושגית זו, קיימות שתי אסטרטגיות מרכזיות להפקת אירועים התקפי פרוסות המוח (במבחנה) או בכל ההכנות שלם-מוח (ב- vivo): ירד עיכוב ("עכבה של הקדמית") או גדל עירור ("אי-עכבה של הקדמית"). עם זאת, אירועי התקפי מאוד מסודרות ומסונכרנות האירועים הדורשים את השפעת GABAergic interneurons שננהל את פעילות13,של רשת עצבית14. מסיבה זו, דגמים שאינם עכבה של הקדמית הן היעילות ביותר לאירועים התקפי. ביצירת ברשתות עצביות מבודד, כגון במבחנה המוח פורסים15, ואילו במבחנה עכבה של הקדמית מודלים נפוץ להוביל spiking פעילות המזכירה interictal דמוי עולה. יתר על כן, במסגרת מושגית זו אירוע המסנכרן רגעית ניתן בצורה אמינה גם מפעילים של אירוע התקפי.16. למעשה, אירוע התקפי. יכול להיות מופעלות על ידי כל ההפרעות קלות להחיל את המערכת העצבית17 כאשר זה נקודת מעבר ("נגע הסתעפות") המצב קריטי18. באופן מסורתי, לפליטת אלה היו המושרה על ידי גירוי חשמלי. ההתפתחות האחרונה של optogenetics במדעי המוח, לעומת זאת, מציעה כעת אסטרטגיה יותר אלגנטי לזירוז המצב קריטי מעברים16.
בשיטות המתוארות במאמר זה מדגימים כיצד ליצור אירועים התקפי. לפי דרישה במודלים התקף אקוטי במבחנה (שלב 1 של פרוטוקול) וגם אין ויוו מחקרים (שלב 2 לפרוטוקול). הם כרוכים הבחירה של אזור במוח, פרכוס אינדוקציה שיטה, סוג המחקר המינים; עם זאת, המוקד יהיה על הבחירה המומלצת מודל חריפה 4-AP קורטיקלית התקף בגלל צדדיות שלה במגוון רחב של סוגי המחקר. דגם 4-AP התקף אקוטי במבחנה מבוססת על פרוטוקול רגיל להכין פרוסות המוח איכותיים להקלטות אלקטרופיזיולוגיות ולומד הדמיה19. פרוטוקולים אלה כבר בשימוש כדי לגרום במבחנה המוח הילתית פרוסות קליפת המגע-מנוע של עכברים16,20 ובני21. שינויים כדי להפיק אירועים התקפי בסוגים אלה של פרוסות המוח הוכחו בעבר16 ואת הפרטים המלאים מתוארים את פרוטוקול להלן. המודל 4-AP קורטיקלית התקף אקוטי ויוו מבוססת על פרוטוקול רגיל להכין גולגולת עבור הדמיה מחקרים22. השינוי הוא כי ללא חלון (שקופיות זכוכית) מותקן בעקבות את הניתוח. במקום זאת, proconvulsant סוכנים (4-AP) הגארדיאן מוחלים על קליפת המוח החשוף לזירוז אירועי התקפי. בעוד החיה הוא בהרדמה כללית. לידע שלנו, הקבוצה שלנו היה הראשון לפתח חריפה ויוו פרכוס קורטיקלית מודל זה עכברים16,23. חריפה ויוו פרכוס קורטיקלית 4-AP המודל מקריסטלים של עכברים בוגרים פותחה כדי להשלים את המודל פרוסה במבחנה של רקמות לנוער. השכפול של הממצאים במודל פרכוס למבוגרים ויוו מסייעת להכליל ממצאי מודלים פרוסה באמצעות טיפול את החששות הכרוכים בדבר התנאים הלא-פיזיולוגיים של פרוסה המוח 2D (לעומת תלת-ממדי שלם-מוח מבנה) וההבדלים פיזיולוגי בין רקמות לנוער ומבוגרים.
השיטה של חניכה אירוע התקפי. לפי דרישה הוא הפגין באמצעות או פחזניות של נוירוטרנסמיטרים אסטרטגיות picospritzer או optogenetic. לפי מיטב ידיעתנו, הקבוצה שלנו הוא הראשון ליזום אירועים התקפי. רקמות אנושיות באמצעות נוירוטרנסמיטורים ויה picospritzer16. Optogenetic אסטרטגיות, המתח עכברים C57BL/6 הוא המתח קונבנציונאלי משמש ביטוי transgenes. הביטוי של channelrhodopsin-2 (ChR2) GABAergic interneurons או glutamatergic תאים כפירמידה יספקו את היכולת אופציונלי להפיק אירועים התקפי. לפי-דרישה עם להבזקי האור קצרה. זני עכברים optogenetic מתאימים כוללים את הווריאציה C57BL/6 זמינים מסחרית המבטאת ChR2 ב משני interneurons, בעזרת העכבר vesicular גאבא טרנספורטר promotor (VGAT)24, או תאים כפירמידה, באמצעות העכבר התימוס תא אנטיגן 1 promotor (Thy1)25. אלו עכברים זמינים מסחרית של VGAT-ChR2 ו- Thy1-ChR2 מציעים את ההזדמנות כדי להפעיל הנוירונים GABAergic או glutamatergic הנוירונים, בהתאמה, בתוך קליפת עם כחול (470 ננומטר) אור. היכולת להפיק אירועים התקפי. לפי דרישה במודלים התקף אקוטי יכול להציע הזדמנויות חדשניים בחקר תפיסת החניכה דינמיקה ולהעריך ביעילות טיפולים אנטי-אפילפטית פוטנציאליים.