21 במאי 2016
אנו מציגים שיטות לבניית אלקטרודות לרישום בו זמנית של פעילות עצבית חוץ-תאית ולשחרור חומרים נוירואקטיביים מרובים בקרבת אתרי ההקלטה בעכברים ערים. טכניקה זו מאפשרת ניתוח מפורט של קלטים סינפטיים מקומיים משוערים לנוירון המעניין.
המטרה הכוללת של הליך זה היא לתמרן את ההשפעה של תשומות סינפטיות של עיבוד עצבי באמצעות הזרקות מיקרו-יונטופורטיות של חומרים נוירואקטיביים בבעלי חיים ערים. שיטה זו יכולה לעזור לפרק פונקציות מפתח באמצעות מערכות חישה כגון תפקידם של נוירוטרנסמיטורים והאינטראקציה ביניהם על גירויים חושיים וקידוד. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא בכך שהיא מאפשרת מניפולציה של תשומות סינאטיות מקומיות ללשונית ומחקר של מערכות מודולטוריות עצביות מבלי להיות מושפעות מהרדמה.
למרות שהילד האובד הזה היה כאן בעכברים מרוסנים, הוא יכול לשמש גם ביונקים אחרים כמו עטלפים, חולדות או שרקנים. כדי להתחיל בהליך זה, הנח את חוטי הטונגסטן בכלי יישור שנבנה בהתאמה אישית לחיתוך. חבר בזהירות את הקצוות הרופפים של החוטים בעזרת סרט דבק וחתוך אותם לאורך הרצוי.
לאחר מכן, משוך את הסרט בעדינות על מנת להסיר את חוטי הטונגסטן מכלי היישור. וודא שכל החוטים נשארים מחוברים לקלטת. לאחר מכן, גלגל את הסרט על ציר פליז מלוטש והחזק את החוטים בחוזקה כנגד הציר כך שיהיה חיבור חשמלי טוב.
לאחר מכן, חבר את הציר למנוע 5 סל"ד בתחנת העבודה. הגישה לציר היא בזווית של 45 מעלות ביחס לפני השטח של תמיסת התחריט. לאחר מכן, טבלו שליש מהחוטים בתמיסה.
לאחר מכן, טבלו אלקטרודת מוט פחמן באמבט התחריט כדי לסגור את המעגל. הפעל את תחנת העבודה כך שהציר יתחיל להסתובב ואז כוונן את הזרם שעובר דרך האלקטרודות ותמיסת התחריט ל-250 מיליאמפר . עצור את תחריט הקצה כאשר הזרם יורד ל-200 מיליאמפר על מנת לחרוט את קצות החוט לנקודות עדינות מאוד.
כעת, הנח חוט לתוך נימי זכוכית בורוסיליקט כשקצהו התחתון חסום בחימר דוגמנות. החזק את הפיפטה באמצעות סליל חימום ובוכנה תלויה. אבטח את חוט הזכוכית המכוסה לשקופית לפני הנחתו מתחת למיקרוסקופ.
הגדר את הקצה וגע בחרוז הבוריק שלך בפוקוס. לאחר מכן מחממים את החרוז עד שהוא נמס מעט. לאחר מכן, הכנס כ -10 עד 15 מיקרון מקצה החוט וכבה את פוטנציומטרי החימום.
כשהחרוז מתקרר, הסר את הזכוכית מקצה האלקטרודה כדי לחשוף את הטונגסטן. כדי להשיג קצה של כ -15 מילימטרים, הגדר את הקוטב לפרמטרים המתאימים. משוך את הנימים כדי לקבל שתי פיפטות כשהקצה מבודד.
הרכיבו פיפטה מוט על מגלשה באמצעות חימר דוגמנות ושברו את קצהו בעזרת מספריים עדינים, מלקחיים או הצד השטוח של אזמל. כוונן מעט את הזווית בין האלקטרודה לרב-קנה כדי לקבל הרכב מליטה ודק יותר. מתחת למיקרוסקופ, יישר בזהירות את אלקטרודת הטונגסטן מעל קצה הרב-חבית.
לאחר היישור, הורד את האלקטרודה עד שהיא תיצור קשר עם הרב-קנה. התאימו את החריץ בין שתי החביות העליונות, ואז החליקו את קצה האלקטרודה עד שהיא בולטת במרחק של 15 עד 20 מיקרומטר מקצה הקנה הרב-חבית. כעת מרחו טיפה קטנה של דבק הניתן לריפוי קל על הטונגסטן ועל ההרכב הרב-חבית במרחק של כ-5 מילימטרים מהקצות שלהם.
מנע מהדבק להגיע לקצוות כדי למנוע חסימת התעלות מרובות החביות ולרפא את הדבק באמצעות מנורת LED באור כחול כעת, הניחו את החיה המורדמת על שמיכת חימום כדי לשמור על הטמפרטורה שלה על 38 מעלות צלזיוס וייצבו את ראש החיה במסגרת סטריאוטקסית עם שני מוטות אוזניים ומוט נשיכה לאחר מכן מרחו ג'ל עיניים כדי להגן על העיניים. לאחר מכן, גלחו את הקרקפת ומרחו יוד פובידון כדי לחטא את העור. בעזרת אזמל בצע חתך לאורך קו האמצע כדי לחשוף את הגולגולת ולהחזיר את הפרסטיום המכסה את החלק הפרידלי והחלק הרוסטרלי יותר של עצמות העורף.
לאחר מכן, מרחו שכבה דקה של דבק קל הניתן לריפוי על הגולגולת ועל בסיס עמוד הראש. המתינו 10 שניות והניחו את מוט הראש מעל האזור הרוסטרלי של העצמות הקודקודיות לאורך קו האמצע. השתמש במקור אור כחול כדי לרפא את הדבק למשך 20 שניות לקבלת חוזק הדבקה יעיל.
לאחר מכן, קדחו שני חורים סביב ומאחורי בסיס עמוד הראש באמצעות מקדחה קטנה. הנח בורג שעון בחור קדוח כדי לשמש כנקודת מגע נוספת בין הגולגולת לראשtagה. בצע סיבוב וחצי כדי להתאים את הברגים ובדוק בעזרת מלקחיים כדי לוודא שהם אינם רופפים.
לאחר מכן, הכנס את קצה חוט ההארקה הכסוף לחור השלישי וודא שהוא יוצר קשר עם הדורה. מרחו טיפה קטנה של דבק ציאנואקרילט עמיד במים כדי לקשור את החוט לגולגולת. לאחר מכן, יש למרוח קומפוזיט ריפוי קל כדי לחזק את הקשר של עמוד הראש עם הגולגולת על ידי כיסוי בסיס עמוד הראש, החלק התחתון של חוט הכסף והברגים.
היזהר לא להרחיב מעבר ללמבדה על מנת לאפשר גישה במהלך ההקלטה ולרפא את הקומפוזיט באמצעות מקור אור כחול. לאחר מכן, החזר את השריר בחלק האחורי של הצוואר ליד החדרתו לגולגולת. בעזרת טרפין קטן, קדחו חלון עגול ממש מתחת לתפר הלמבדה ולרוחב לקו האמצע כדי לחשוף את הקוליקולוס התחתון.
בהליך זה, הנח את גוף החיה לתוך מרסן מרופד קצף בהתאמה אישית. אבטח את מוט הראש למחזיק המחובר למסגרת הסטריאוטקסית. זה זמן טוב לתת לבעל החיים תגמול נזיל.
לאחר מכן, כסו את גוף החיה בשמיכת כותנה והדקו אותו באופן רופף באמצעות חצי גליל פלסטיק וסרט דבק. השתמש במזרק עם קצה גמיש כדי למלא את החביות בתרופות שנבחרו. בעזרת המיקרו-מניפולטור, הנח את האלקטרודה מרובת הקנה על המחזיק שלה.
לאחר מכן, הנח חוט כסף לא מקודד בתוך כל חבית כך שקצה אחד יוצר קשר עם התמיסה והקצה השני נגיש. לאחר מכן חבר את הקצוות הללו למכשיר המיקרו-יונטופורזה. לאחר מכן, חבר את המסוף החיובי לקצה אלקטרודת הטונגסטן ואת מסוף ההארקה לחוט הכסף שיוצר קשר עם הדורה.
לאחר מכן, הזיזו את האלקטרודה הרב-חבית עד שהקצה נוגע לפני השטח של המוח. מרחו מי מלח סטריליים חמים כדי למנוע ייבוש של רקמת המוח. בשלב זה, הפעל זרם שמירה כדי למנוע דליפת תרופה מקצה הקנה תוך חיפוש אחר פעילות יחידה אחת.
תיעוד פעילות עצבית ויישום יונטופורטי של גבזין. מוצג כאן אזור תגובת התדר של ארבעה נוירונים רשומים בקוליקולוס התחתון לפני ובמהלך ההזרקה המיקרו-יונטופורטית של גבזין. הצלבים השחורים מצביעים על כך שתדרים שנבחרו להיות מוצגים כצלילים נדירים וחוזרים על עצמם.
הנה ההיסטוגרמות המצטברות של זמן פריסטימולוס של התגובה העצבית לכל התדרים והעוצמות המוצגות לבניית אזור התגובה לפני ובמהלך הזרקת גבזין. הפסים השחורים מציינים את משך הצליל. להלן רסטר הנקודות של תגובת הזינוק לזוג תדרים המוצגים כנדירים באדום וגירוי חוזר בכחול לפני ובמהלך היישום של גבזין.
הרקע המוצלל מציין את משך הגירוי. רסטרים נקודות אלה מראים את התגובות כאשר ההסתברויות היחסיות של התדרים הוחלפו. גרף זה מציג את תגובות הנוירונים הבודדים לשבעה זוגות תדרים המוצגים כצליל הנדיר והחוזר על עצמו לפני ובמהלך יישום גבזין.
והגרף הזה מציג את מדדי ה-SSA של התגובה העצבית לצלילים נדירים וחוזרים על עצמם שנמדדו לפני ובמהלך היישום של גבזין. לאחר השליטה, הנוהל המתואר מאפשר התאמה של הפרמטרים הספציפיים בהתאם למבנה העצבי וסוג הנוירון המעניין. כאשר מנסים להקליט בעלי חיים עם משענת ראש, חשוב לזכור שזמני ההקלטה נקבעים ומוגבלים על ידי רמת ההתרגלות של בעל החיים, אך יתרון חשוב הוא שניתן לבצע חתכי תיעוד מרובים על אותה חיה מספר ימים, מה שממזער את מספר בעלי החיים בשימוש.
על ידי ביצוע מיקרויונטופורטי באמצעות אלקטרודות גב חזיר ניתן לשלב הליכים אחרים כמו הזרקות של טרנזיסטורים עצביים על מנת לענות על שאלות נוספות כמו מקור הקלט ויעד ההקרנה של נוירונים בתוך אתר ההקלטה. נושא קריטי בעבודה עם בעלי חיים ערים הוא רווחתם, לכן לעולם אל תחרוג מזמן ההיזכרות המאושר בפרוטוקול שלך ואנא עקוב כל הזמן כדי לבדוק כל סימן לאי נוחות. אם כן, עליך להפסיק את ההקלטה באופן מיידי.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה מציג שיטה למניפולציה של קלטים סינפטיים בעכברים ערים באמצעות הזרקות מיקרו-יונטופורטיות של חומרים נוירו-אקטיביים. טכניקה זו מאפשרת ניתוח מפורט של קלטים סינפטיים מקומיים והשפעותיהם על עיבוד נוירונלי.
שיטה זו מאפשרת מניפולציה מדויקת של קלטים סינפטיים מקומיים בבעלי חיים ערים, ובכך מספקת יתרון מכריע על פני גישות מערכתיות או כאלה המושפעות מהרדמה לצורך הפחתת סיכונים בתיקוף מטרות (target validation) בתהליך גילוי תרופות למדעי העצבים. על ידי בידוד תפקודי הקולטנים למוליכים עצביים in vivo, היא תומכת בהבנה מכניסטית של מסלולי עיבוד תחושתי ומגבירה את הביטחון החזוי בהיפותזות לגבי מטרות בשלבים מוקדמים. הטכניקה רלוונטית במיוחד למטרות במערכת השמיעה והמערכות התחושתיות, שבהן גורמים מבלבלים הנובעים מהרדמה עלולים להסתיר תגובות נוירופיזיולוגיות אמיתיות.
השיטה משתלבת ברצף הגילוי, החל מבדיקת היפותזת המטרה ועד לזיהוי מובילים (lead identification), ובמיוחד עבור מטרות של נוירומודולטורים ומוליכים עצביים הדורשות תיקוף במעגלים שלמים ועירים.