מניפולציה אופטוגנטית של מעגלים עצביים למעבר משינה לערות בעכברים

אבטח עכבר מורדם עם גולגולת חשופה במסגרת סטריאוטקסית.

גרעין המיטה של המוח של הסטריה טרמינליס (BNST) מכיל נוירונים שעברו טרנספורמציה ויראלית המבטאים תעלות קטיון רגישות לאור.

קדחו חורים בגולגולת, הכניסו סיבים אופטיים ואבטחו אותם באמצעות ברגים תומכים ומלט דנטלי.

קדחו חורים נוספים כדי למקם מכלול המכיל אלקטרודות אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) ואלקטרומיוגרפיה (EMG) ואבטח אותו עם דבק.

חשוף את שרירי הצוואר כדי להכניס את חוטי האלקטרודות EMG, ואז אפשר התאוששות.

חבר את העכבר למערכת הקלטה, הנח אותו בתא ניסוי ואפשר לו לישון.

העביר אור דרך הסיב האופטי כדי להפעיל את תעלות הקטיונים הרגישות לאור, תוך הפעלת זרם קטיון המייצר פוטנציאל פעולה.

האותות מתפשטים לאזורים המווסתים את השינה ומקדמים ערות.

הקלט את אותות ה-EEG כדי לנטר את פעילות המוח ואת אותות ה-EMG כדי לזהות פעילות שרירים כדי לצפות במעבר משינה לערות.

עבור השתלת אלקטרודות אלקטרואנצפלוגרמה, או EEG, ואלקטרומיוגרמה, או EMG, הלחמו תחילה שני חוטי נירוסטה שמהם הופשט מילימטר אחד של בידוד משני הקצוות לאלקטרודות EMG והניחו את מרכז האלקטרודות על הברגמה. לאחר מכן סמן את המיקום עבור כל אלקטרודת EEG.

כדי לקבוע את מיקומו של שתל הסיבים האופטיים, חבר טבעת סיבים אופטיים למניפולטור וסובב את זרוע המניפולטור לזווית פלוס מינוס 30 מעלות כנגד קו אופקי. הניחו את קצה הסיבים על הברגמה ורשמו את הקואורדינטות. הזיזו את הקצה לקו ההכנסה המיועד וסמנו את המיקום על הגולגולת ואת המיקום של בורג העיגון ליד אתר ההכנסה.

השתמש במקדחה הדנטלית כדי לקדוח את הגולגולת בכל אתר והשתמש במניפולטור כדי להכניס בעדינות את הסיב האופטי עד שהוא מגיע מעל ה-BNST. הטבעת צריכה לנוח על הגולגולת שנותרה. אבטח את הסיב לגולגולת באמצעות בורג עוגן, הקפד לא לשבור את הדורה או לפגוע ברקמה כלשהי.

לאחר מכן מכסים את הסיב ומבריגים במלט דנטלי הניתן לריפוי צילום. לאחר מכן, קדחו חורים לאלקטרודות EEG/EMG והכניסו את קצה האלקטרודה הראשונה לחור אחד. החזיקו את השתל ביד אחת, מרחו דבק ציאנואקרילט על החלל שבין הגולגולת לאלקטרודה והכניסו את האלקטרודה עד הסוף, תוך הקפדה לא לפגוע ברקמה כלשהי.

לאחר הנחת כל האלקטרודות, יש לכסות את היקף האלקטרודות והסיבים האופטיים בדבק ציאנואקרילט נוסף ובמאיץ ציאנואקרילט כדי למנוע גרימת הפרעה כלשהי בטבעת לכבל האופטי והאלקטרודה לאזורי חיבור חוטי עופרת. כעת חשפו את שרירי הצוואר, והכניסו את החוטים לאלקטרודה EMG מתחת לשריר. התאם את אורך אלקטרודת ה-EMG כך שתתאים ממש מתחת לשרירי העורף ומלא את השתלים בדבק ומאיץ ציאנואקרילט יותר.

לאחר מכן הנח את העכבר על כרית חום עם ניטור עד לפיצוי מלא. לניטור EEG/EMG במהלך עירור האור של נוירונים ממוקדים, השתמש תחילה בסקלר כדי להתאים את עוצמת הלייזר והשתמש בטבעת כדי לקשור את קצה כבל הלייזר לסיב אופטי שאינו בשימוש. ודא שאין מקום בצומת בין הסיב לכבל.

לאחר 20 דקות, פלוט את הלייזר המחומם לבודק העוצמה והתאם את העוצמה ל-10 מילי-וואט למילימטר בריבוע. הגדר את משך דופק האור ל-10 אלפיות השנייה, את תקופת המנוחה ל-40 אלפיות השנייה, את המחזור ל-20 ואת החזרה ל-20. שנה את מצב הלייזר ללוגיקת טרנזיסטור ואשר שפולסי אור נפלטים מהסיב הנשלט על ידי ווסת התבנית.

חבר את האלקטרודה המושתלת ומתאם הכבל, ולאחר מכן כסה את הצומת בחומר אטום לאור כדי למנוע דליפת לייזר. וכאשר הלייזר מוכן, העבירו את העכברים לתא הניסוי להקלטת EEG/EMG. כדי להעריך את ההשהיה לערות מתנועת עיניים לא מהירה או שינה של תנועת עיניים מהירה, הגבל את זמן ההקלטה ואת זמן הרווח האופטימלי של האתר ותן לעכברים לנוע בחופשיות בתא הניסוי למשך שעה אחת לפחות.

במהלך תקופת הניסוי, עקוב אחר אותות ה-EEG וה-EMG באותו מסך הקלטה. הערך את מצב העכבר כערות, שינה שאינה תנועת עיניים מהירה או שינה מהירה באמצעות בקרת הרווח עבור כל גל כדי להקל על ההבחנה בין כל מצב. למדידת שנת תנועת העיניים הלא מהירה עד חביון ערות, התבונן בשינה יציבה של תנועת עיניים לא מהירה למשך 40 שניות, ולאחר מכן הפעל את מחולל הדפוסים לגירוי צילום ואשר את פליטת הלייזר לסיבים האופטיים המושתלים.

לאחר מכן הקליטו את אותות ה-EEG/EMG עד שמצב השינה ישתנה לערות.