acuto<em&gt; In Vivo</em&gt; Registrazioni elettrofisiologiche dei potenziali del campo locale e dell&#39;attività multi-unità dal percorso iperdirezionale nei ratti anestetizzati

Sommario

In questo studio viene presentata la metodologia su come eseguire registrazioni elettrofisiologiche in vivo multi-site dal percorso iperdirezionale in anestesia uretanica.

Abstract

La convergenza dimostra che molte malattie neuropsichiatrici dovrebbero essere intese come disturbi delle reti neuronali su larga scala. Per capire meglio la base fisiopatologica di queste malattie, è necessario specificare con precisione il modo in cui l'elaborazione delle informazioni è disturbata tra le diverse parti neuronali del circuito. Usando registrazioni elettrofisiologiche extracellulari in vivo , è possibile accuratamente delineare l'attività neuronale all'interno di una rete neuronale. L'applicazione di questo metodo presenta diversi vantaggi rispetto alle tecniche alternative, ad esempio la risonanza magnetica funzionale e l'imaging del calcio, in quanto consente una risoluzione temporale e spaziale unica e non si basa su organismi geneticamente modificati. Tuttavia, l'uso di registrazioni in vivo extracellulari è limitato in quanto è una tecnica invasiva che non può essere applicata universalmente. In questo articolo viene presentato un metodo semplice e facile da usareCon cui è possibile registrare contemporaneamente potenziali extracellulari come potenziali di campo locale e attività multiunitica in siti multipli di una rete. E 'dettagliato come un preciso targeting dei nuclei subcorticali può essere ottenuto utilizzando una combinazione di chirurgia stereotassica e analisi online delle registrazioni multi-unità. Pertanto, è dimostrato come una rete completa come il loop gangliale cortico-basale iperdirezionale possa essere studiata in animali anestetizzati in vivo .

Introduzione

Recenti evidenze cumulative su diversi disturbi neuropsichiatrici come la malattia di Parkinson (PD) e la schizofrenia suggeriscono fortemente che la loro fisiopatologia si basa su una disfunzione critica dei circuiti neuronali estesi che spesso coinvolgono strutture corticali e subcorticali ^{1 , 2 , 3} . Secondo questa teoria, le manifestazioni cliniche delle malattie si presentano come conseguenza di una capacità di elaborazione dell'informazione compromessa di una rete di cellule anziché di singole cellule o di elementi neuronali specifici ¹

Protocollo

Le procedure sperimentali sono state condotte in conformità alla legge tedesca per il benessere degli animali (ultima riveduta nel 2014) e alle normative europee (2010/63 / UE). Gli esperimenti sono stati approvati dall'autorità locale del benessere degli animali (LaGeSo, Berlino) e conformi alle linee guida locali e internazionali.

NOTA: Nel metodo presentato vengono utilizzati due modelli di elettrodi per registrare dal percorso gangliale cortico-basale iperdirezionale che collega la corteccia motoria primaria (M1) con il nucleo subthalamic (STN) e il substantia nigra pars reticulate (SNr). Per le registrazioni epidurale di electroc....

Risultati

Con gli elettrodi di registrazione qui utilizzati, è possibile campionare LFP dalla corteccia motore primaria, dal nucleo subthalamic e dalla substantia nigra pars reticulata e dalla MUA da STN e SNr. Inizialmente, i LFP e l'attività multi-unità vengono registrati insieme in un segnale a banda larga. Successivamente, i LFP e gli MUA sono separati da filtri a banda passante (0,05-250 Hz per LFP e 300-4,000 Hz per MUA).

Per .......

Discussione

Nel presente studio, il metodo è stato dimostrato come registrare contemporaneamente segnali elettrofisiologici extracellulari da siti multipli di una determinata rete utilizzando l'esempio del percorso gangliale cortico-basale iperdirezionale che collega M1 con STN e SNr nei roditori.

Un passo critico nella registrazione di piccole strutture subcorticali come lo STN è l'inserimento preciso delle elettrodi di registrazione nell'obiettivo. Nel metodo presentato, prendersi cura di .......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Elettrodi epidurali personalizzati Ag/AgCl	Goodfellow GmbH D-61213 Bad Nauheim, Germania info@goodfellow.com	con filo d'argento al 99,99%	consentono una migliore qualità del segnale, ma possono essere utilizzati solo in esperimenti acuti. Possibile sostituzione: Elettrodi in acciaio inox
Supporto stereotassico con blocco acrilico	David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, USA	ID prodotto Modello 1770 Supporto per elettrodo standard	Assicurarsi che il blocco acrilico abbia incavi che si adattino alla configurazione dell'elettrodo per il target desiderato. I blocchi acrilici possono essere facilmente modificati con un file per ottenere la configurazione desiderata. Possibile sostituzione: Portaelettrodi autocostruiti
Elettrodi a microfilo di tungsteno 1,5 MΩ impedenza	Microprobes.com 18247-D Flower Hill Way  Gaithersburg, Maryland, 20879 USA	ID prodotto WE3ST31.5A5-250um	Il 1.5 MΩ è necessario per registrare MUA e LFP allo stesso tempo. Possibile sostituzione: è possibile utilizzare microelettrodi di diversi materiali. Gli elettrodi devono essere dritti, robusti e il più sottili possibile.
Strumento di allineamento dei ratti	David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, USA	ID prodotto Modello 944 Strumento di allineamento dei ratti	Consente l'esatto orientamento del cervello in modo che corrisponda agli atlanti stereotassici. Possibile sostituzione: Supporto stereotassico con cannula
Acrilico dentale bicomponente	Associated Dental Products Ltd. Kemdent Works, Purton, Swindon Wiltshire, SN5 4HT, Regno Unito	Simplex Rapid Powder Clear 225g, Codice prodotto: ACR803; Simplex Rapid Liquid 150ml, Codice prodotto: ACR920	A seconda degli elettrodi utilizzati, la supercolla potrebbe essere un'alternativa facile, se gli elettrodi sono piccoli e leggeri. Possibile sostituzione: Supercolla (a base di cianoacrilato)
Gabbia di Faraday	Autocostruzione		Una gabbia di Faraday adeguata sarà la migliore protezione dagli artefatti elettromagnetici, ma tutto ciò che può essere modellato a forma di scatola o applicato a un telaio ed è realizzato in materiale conduttivo può aiutare. Possibile sostituzione: foglio di alluminio o rete di rame
Configurazione elettrofisiologica con software di registrazione e funzionalità di smistamento dei picchi online	OmniPlex® Sistema di acquisizione dati neurale Plexon Inc 6500 Greenville Avenue, Suite 700 Dallas, Texas 75206 USA		Il software di ordinamento offline è una potenziale alternativa, è possibile trovare gratuitamente più script e software nella comunità open source.

ID prodotto AG005127 per gli elettrodi Ag/AgCl