Impianto di elettrodi in una corteccia murina per registrazioni elettrocorticografiche

Abstract

Fonte: Dufort-Gervais, et al. Registrazione elettrocorticografica di aree della corteccia cerebrale manipolate utilizzando un virus adeno-associato che prende di mira la cofilina nei topi. J. Vis. Exp. (2021)

Questo video dimostra un protocollo per l'impianto di elettrodi elettrocorticografici nella corteccia cerebrale del topo per registrare segnali elettrici in risposta a virus adeno-associati che prendono di mira e manipolano l'espressione della cofilina.

Protocollo

1. Impianto di elettrodi ECoG/EMG

1. Utilizzando una pinza Kelly diritta, avvitare lentamente un elettrodo ECoG (con filo d'oro dritto) sull'asse verticale nel foro in cui è stato iniettato l'AAV. Lasciare almeno 2,5 mm della vite fuori dal cranio per ridurre al minimo i danni alla dura madre e alla corteccia cerebrale (cioè, per una profondità approssimativa di 1,1 mm dalla superficie del cranio; Figura 1D).
2. Segnare la posizione dell'elettrodo ECoG posteriore e dell'elettrodo di riferimento sul cranio con una penna a queste coordinate: elettrodo posteriore (corteccia visiva) 1,5 mm lateralmente a destra rispetto alla linea mediana e 1,5 mm anteriormente alla lambda, elettrodo di riferimento (corteccia somatosensoriale) 2,6 mm lateralmente a destra rispetto alla linea mediana e 0,7 mm posteriormente alla linea mediana. Inoltre, segnare la posizione di tre viti di manutenzione (che fungono da ancoraggi tra il cranio e il cemento dentale per solidificare il montaggio della testa) sull'emisfero sinistro senza coordinate specifiche, ma il più distanti possibile tra loro e dagli elettrodi ECoG.
3. Forare con cautela il cranio nella posizione contrassegnata dagli altri elettrodi e dalle viti di ancoraggio con la punta da 0,7 mm. Forare in una direzione perpendicolare alla superficie del cranio per ciascuna vite (cioè asse verticale per l'elettrodo posteriore ma con un angolo dall'asse verticale per altri siti). Lavare il cranio forato con una soluzione di iodio povidone al 10% e bloccare i fori con piccoli pezzi arrotolati di tergicristalli delicati prima di installare le viti per evitare sanguinamento e contaminazione.
4. Utilizzando la pinza Kelly diritta, avvitare le viti di manutenzione nell'emisfero sinistro e quindi avvitare gli ultimi due elettrodi nell'emisfero destro. Assicurati di avvitare con lo stesso angolo con cui sono stati praticati i fori e di lasciare almeno 2,5 mm di ciascuna vite fuori dal cranio (Figura 1D).
   nota: Per massimizzare la solidità del montaggio finale e la qualità dei segnali elettrofisiologici, fare attenzione a non toccare le viti durante l'installazione di quella successiva.
5. Metti alcune piccole gocce di cemento dentale al centro dello spazio ad anello all'interno delle viti.
6. Copri gli occhi dei topi e applica la luce per 3-5 minuti per aiutare a cementare la solidificazione. Una volta che gli elettrodi EMG si tengono saldamente, coprire la base degli elettrodi ECoG e la base delle viti di ancoraggio con cemento dentale per formare un contorno a forma di corona. Copri gli occhi dei topi e applica la luce per 3-5 minuti per aiutare a cementare la solidificazione.
   nota: Non applicare cemento sulle estremità degli elettrodi ECoG ed EMG (il filo d'oro che verrà saldato al connettore) o sulla pelle.
7. Riempire il centro del montaggio con cemento acrilico precedentemente miscelato. Durante la solidificazione del cemento, rimuovere le quattro pinze chirurgiche che tengono la pelle (e lavarle immediatamente con panni delicati).
   nota: Non applicare cemento sulle estremità degli elettrodi ECoG ed EMG (il filo d'oro che verrà saldato al connettore) o sulla pelle.
8. Sutura la pelle nella parte posteriore e anteriore del montaggio in modo che il cranio non sia esposto (ma evitare di allungare troppo la pelle) utilizzando un ago da sutura (13 mm 3/8 c) e un monofilamento sintetico riassorbibile.
9. Tenere il connettore sopra il montaggio con una pinza curva e allineare con cura il filo d'oro degli elettrodi con i pin del connettore. Saldare le estremità dell'elettrodo ai pin del connettore con il saldatore.
   nota: Procedere rapidamente per evitare surriscaldamenti e danni al tessuto corticale. Assicurarsi che ogni elettrodo sia in buon contatto con il pin del connettore corrispondente e che gli elettrodi non siano collegati tra loro.
10. Rimuovere il mouse dalla cornice stereotassica. Coprire lo spazio vuoto tra il connettore e la testa con cemento acrilico precedentemente miscelato coprendo tutti i collegamenti tra gli elettrodi e i pin del connettore.
    NOTA: Evitare infiltrazioni di cemento all'interno del connettore tenendo il mouse con il connettore sopra la testa (testa dritta non inclinata).
11. Pesare il mouse e posizionarlo in una gabbia pulita (preferibilmente dotata di un coperchio senza maglie) su un termoforo (alloggiamento individuale per evitare danni al montaggio della testa). Monitorare regolarmente l'animale e somministrare 0,1 mg/kg di buprenorfina per via sottocutanea al risveglio e 12 ore dopo se l'animale mostra segni di dolore (ad esempio, postura anormale, occhi socchiusi).
    nota: L'aumento di peso rispetto al peso pre-operatorio non deve superare 1,5 g.

2. Registrazioni

1. I topi domestici singolarmente per evitare danni al montaggio della testa a causa della pulizia reciproca, nonché danni e aggrovigliamenti dei cavi di registrazione.
   nota: Per questo protocollo, i topi sono stati alloggiati con accesso ad libitum a cibo, acqua e un cubo di legno, ed è stato condotto un monitoraggio quotidiano.
2. Collegare i mouse ai cavi di registrazione 2 settimane dopo l'intervento chirurgico per l'adattamento alle condizioni di cablaggio.
3. Registra i segnali ECoG per 24 ore (o più a lungo/più a breve a seconda delle domande di ricerca).

Risultati

Figura 1: Preparazione dei componenti di montaggio ECoG/EMG ed esempio rappresentativo di posizionamento degli elettrodi ECoG. (A) Un elettrodo ECoG: un filo d'oro lungo 4 mm e con un diametro di 0,2 mm (non isolato) viene fuso sulla testa di una vite ricoperta d'oro (diametro della testa di 1,9 mm, diametro maggiore della filettatura di 1,14 mm, lunghezza totale di 3,6 mm) utilizzan...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Ferri da 21 g	Terumo	NN-2125R
Connettore a 6 canali	Distrelec	300-93-672	Potenziale sostituzione del connettore fuori produzione di cui sopra
Topi C57BL6/J	Laboratorio Jackson	000664 | B6	Animali allevati in loco
Pluronico F-68			Tensioattivo non ionico
Filo d'oro diametro 0,2 mm	Delta scientifico	920-862-41	Non isolato
Siringa Hamilton (10 μL)	Fisher Scientifico	14815279
pompa per siringa per perfusione CMA 402	Apparato di Harvard	CMA8003110
Cannula per iniezione 28 G	Plastica uno	C313L-SPCL
Isoflurano	Baxter	CA2L9100
Ketamina (10 mg/mL)	SANDOZ	4550
Saldatura senza piombo	scopo	SN100C
Unguento oftalmico lubrificante	ALLERGAN	210889
Catetere PE 50 a parete sottile	Plastica uno	C232CT
Viti autofilettanti a testa piatta	Morris	FF00CE125	Elettrodo ECoG rivestito in oro; Dimensioni: diametro della testa 1,9 mm, diametro maggiore della filettatura 1,14 mm, lunghezza 3,6 mm
saldatore	Weller	WES51
Siringa 1 mL	Bd	309659
taglierina	Apparato di Harvard	72-9063
Xilazina (20 mg/mL)	Bayer	2169592
Buprenorfina (0,3 mg/mL)	CEVA	Codice: 57133-02
Pinze curve	Strumenti scientifici di precisione	Codice: 11001-12
Tergicristalli delicati per attività	Kimtech	Telefono 34120
Cemento acrilico dentale	Yates Motloid	Numero 44115
Pinze di Kelly	Strumenti scientifici di precisione	Codice: 13002-10
Acrilico liquido	Yates Motloid	Numero 44119
Ago da sutura Monocryl plus 13 mm taglio 3/8c giro	Ethicon	MCP494
Providone-iodio 10%	Monouso Triad	Codice 10-8208
RelyX Unicem 2, Cemento Resinoso Adesivo A2	3M	Codice: 56849